Skip to content

定义Definition

线性系与射影映射

Linear system of sections · Base-point-free linear system

用线丛截面的比值构造射影态射,定位投影的基点,并以平方映射区分基点自由与闭嵌入。

形式陈述 ​

几条线丛截面何时能充当射影坐标?设 X 是域 k 上的概形,L 是 X 上的可逆层,选全局截面 s0,…,sn。若评价映射

OXn+1⟶L,(a0,…,an)⟼∑iaisi

满射,就称这些截面共同生成 L,或称其张成的线性系无基点。此时它们确定一个态射

(1)φ:X⟶Pkn.

“没有共同零点”按点纤维解释:对每个概形点 x,至少一个 si 在一维 κ(x)-空间 L(x) 中非零。对于可逆层,这等价于该 si 在 x 附近可作局部标架,因而等价于上述满射条件。

更不依赖基的说法是:给非零有限维子空间 V⊆H0(X,L),若 V⊗kOX→L 满射,就得到 X→P(V∗)。V 称为一个线性系;若整个截面空间有限维并取 V=H0(X,L),称为完全线性系。

直觉

射影坐标允许同时乘一个非零数。线丛换局部标架时,各截面的坐标函数正好同时乘同一个可逆函数,因此它们的比例不变。

但至少要有一个坐标非零,比例才有意义。无基点条件负责让映射处处有定义;要把空间嵌入目标,还必须让这些截面区分不同位置及其局部方向,前一条件不会自动完成后一任务。

例子与边界

两个线性坐标留下一个基点 ​

在 Pk2 上,X,Y 是$\mathcal O(1)$ 的截面。它们给出比值

[X:Y:Z]⇢[X:Y],

却在 p=[0:0:1] 同时为零。在 Z≠0 的图中,令 x=X/Z,y=Y/Z,此映射为 (x,y)↦[x:y],不能在原点直接求值。

这里的基点也不能仅靠补一个值消除。沿 y=0 的非原点部分,映射恒为 [1:0];沿 x=0 的非原点部分,恒为 [0:1]。若有在原点附近的态射延拓,它限制到两条坐标轴,必须在原点同时取这两个不同值,矛盾。这就是从一点向一条射影直线投影时的真正缺口。

有些坐标公式的公共因子可以约去,使同一个有理映射延拓;因此“这组选定截面有基点”和“有理映射绝不能延拓”应分别检查。本例用两条轴证明了后一项。

没有基点仍未必嵌入 ​

在 Pk2 上选 O(2) 的截面 X2,Y2,Z2。每个点至少一个坐标非零,故给出态射

φ([X:Y:Z])=[X2:Y2:Z2].

若 chark≠2,不同点 [1:1:0] 与 [1:−1:0] 同像,所以它不是嵌入。

特征2时,上述两个点不再不同,但也不能因此宣布映射是嵌入。在 Z≠0 的仿射图中,环映射为

k[u,v]⟶k[x,y],u↦x2, v↦y2.

它不满射,因为 x 不在 k[x2,y2] 中。闭嵌入在这张图上应给满环同态,因此仍不是闭嵌入。基点自由、点集单射、保留局部概形结构是不同要求。

推论与应用

逐片构造映射并检查换标架 ​

在开集 U 上取标架 e,写 si=fie。无基点条件使 U 被 Ui={fi≠0} 覆盖;这里 fi 不在对应局部环的极大理想中,所以可逆。映到目标标准片 Ti≠0 的环坐标为

(2)Tj/Ti⟼fj/fi.

这些函数在 Ui 上正则,故确定概形态射。若 e′=ae,a 可逆,则 fi′=a−1fi,所有比值 fj′/fi′ 等于原比值。因此式 (2) 与标架选择无关。

在 Ui∩Uℓ 上,目标图的转换也是比值再相除:(Tj/Tℓ)=(Tj/Ti)/(Tℓ/Ti)。两份局部映射因此相同,能粘成式 (1)。这同时给出了存在性和唯一性。

为什么拉回O(1)得到原线丛 ​

目标 Ti≠0 图中,Ti 是 O(1) 的标架;作模层拉回后把它送到 si。交上两个标架的比为 Tj/Ti,而式 (2) 将它送为 sj/si,正是 L 的过渡函数。因此

φ∗OPn(1)≅L,

并在此同构下 φ∗Ti=si。线丛不是坐标构造之外的附件,而是保证这些坐标能全局相容的对象。

截面空间的选择改变几何表达 ​

对整数 d≥1,在 P1 上,Xd,Yd 给出无基点映射 [X:Y]↦[Xd:Yd];若使用全部 d+1 个次数 d 单项式,则得到Veronese嵌入。两者使用同一线丛 O(d),但挑选的截面空间不同,几何结果也不同。

因此完成一个线性系构造时,应提交三项证据:局部标架下的坐标函数,至少一项可逆的覆盖,以及目标图之间的比值兼容。若还声称嵌入,则须再给局部逆坐标或闭嵌入的环映射检验,不能停在“没有共同零点”。

参考资料
  • The Stacks Project,§27.13,Tag 01ND,Lemma 27.13.1 与其后构造:由共同生成可逆层的截面给出射影空间态射。
  • The Stacks Project,§27.14,Tag 01NJ,Lemma 27.14.1:从分次截面环到Proj的局部化构造。基点投影与平方映射的失败在本文逐图核验。
关系图谱24 个相邻概念 · 3 类关系

拖动节点调整位置。

显示关系

显示:依赖

  1. 前置三跳
  2. 前置二跳
  3. 前置一跳
  4. 当前条目
  5. 后续一跳
  6. 后续二跳
  7. 后续三跳
文字版关系按与当前条目的最短距离分组
分类位置

上位 / 更一般

暂未标注直接上位概念。

下位 / 直接特例

类型化关系