線性系

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線性系是代數幾何中最基礎的研究對象之一。線性系是代數簇上的一族線性等價的有效除子,它為射影空間所參數化。

簡介

線性系是代數簇上的一族線性等價的有效除子,它為射影空間所參數化。

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設 X 是域 k 上非奇異代數簇, 是 X 上的可逆層, 是 的整體截面的空間, 是一個有限維子空間,如果 ,則由 的截面零點所確定的除子是線性等價的有效除子。L 的一維子空間構成的射影空間 就是一個線性系,它給出了上述除子的參數化。如果 ,則稱線性系 為完全的(complete),同樣記為 。

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用除子的語言可以等價地描述為:若 D 是 X 的一個除子, 是 X 上的有理函式,滿足 則稱除子集合

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為線性系。若 包含所有與 D 線性等價的有效除子,則稱 是 D 的完全線性系。

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設 是 L 的一個基,通過

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可定義一個有理映射 。通常就說 由線性系 定義的。

固定分支

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對於 ,線性系的固定分支(fixed component of a linear system)是指 X 上的一個有效除子 ,使得對任何 都有 ,其中 是一個有效除子。當除子 D 取遍 時,除子 構成一個線性系 ,它與 有相同維數。映射 與 是重合的。所以當考慮 時可以假設 沒有固定分支。在這種情形, 恰在 的基本集上沒有定義。

舉例

比如D和除子E線性等價,D=div(s), E=div(t), 那么 f=s/t 恰好是個半純函式。

D的一個線性系, 就是指和D線性等價的一些 有效除子 構成的集合, 並且這些有效除子對應的截面全體恰好構成一個線性空間。D有很多線性系,其中有一個最大的線性系, 記為|D|, 它包含了其他任何一個線性系, 我們稱這個線性係為D的完全線性系。換句話說,|D|的所有元素對應的截面恰好構成了最大的線性空間。

有的時候,人們也把線性系中的有效除子直接用截面來替代,這樣我們就可以把線性系直接看成這些截面張成的線性子空間。 由此我們可以定義X到射影空間的映射。

比如|D|是由截面 s,s,...,s張成的線性系。於是可定義映射(其中P 是射影空間, [...]是射影齊次坐標):Φ: X→P , x→[s(x), s(x),...,s(x)]。有趣的是,這個映射和選取的基 s,s,...,s無關。 當然Φ在某些點上可能沒有定義,所以我們稱Φ為有理映射。

上面是用完全線性系定義的,也可用其他的線性系定義。反過來, 任何有理映射都是某個除子D的線性系定義的類似上述的映射。這樣,研究除子就有了很重要的幾何意義。

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