Кіріспе
Алгебралық түрлер арасындағы ішінара функция түрі. Математикада, әсіресе алгебралық геометрия саласында, рационалдық карта немесе рационалдық бейнелеу – алгебралық түрлер арасындағы ішінара функция түрі болып табылады. Бұл мақалада түрлер толық емес деген конвенция қолданылады.
In mathematics, in particular the subfield of algebraic geometry, a rational map or rational mapping is a kind of partial function between algebraic varieties. This article uses the convention that varieties are irreducible.
Ресми анықтама
Формальды түрде, екі сорт арасындағы рационалдық карта – бұл жұптардың эквиваленттік класы, онда – бос емес ашық жиыннан сортқа морфизм, ал екі жұп және егер олардың қиылысында сәйкес келсе, эквивалентті деп есептеледі (әсіресе, қиылыс бос болса, бұл тривиальды түрде дұрыс, бірақ сорттың ирредукциялық қасиетіне сүйенсек, қиылыс бос болмайды). Бұл эквиваленттік қатынас екенін дәлелдеу келесі леммаға негізделген: Егер екі сорттың морфизмдері бір бос емес ашық жиынның үстінде тең болса, онда олар тең болады. Егер оның кері рационалдық картасы болса, онда композиция жоғарыда аталған мағынада қарастырылады. Алгебралық геометрияда рационалдық карталардың маңыздылығы – осындай карталар мен сорттардың функциялық өрістері арасындағы байланыста. Анықтамаларды қарапайым қарастырғанда рационалдық карта мен рационалдық функция арасындағы ұқсастық байқалады; шындығында, рационалдық функция – бұл проективті түзуге дейінгі ауқымы бар рационалдық карта. Функциялардың композициясы рационалдық карта арқылы рационалдық функцияларды "қайтаруға" мүмкіндік береді, сондықтан бір рационалдық карта өрістердің гомоморфизмін тудырады. Атап айтқанда, келесі теорема маңызды: проективті сорттар санатынан (белгілі бір базалық өрісте) функциялық өрістерге дейінгі, кеңейтулердің кері инклюзиясы морфизм ретінде қарастырылатын, базалық өрістің шекті түрде туындаған кеңейтулерінің санатына дейінгі функтор, әр сортты оның функциялық өрісімен және әр картаны байланысты функциялық өрістер картасымен байланыстырады, бұл категориялардың эквиваленттілігін құрайды.
If two morphisms of varieties are equal on some non empty open set, then they are equal. is said to be birational if there exists a rational map which is its inverse, where the composition is taken in the above sense. The importance of rational maps to algebraic geometry is in the connection between such maps and maps between the function fields of and Even a cursory examination of the definitions reveals a similarity between that of rational map and that of rational function; in fact, a rational function is just a rational map whose range is the projective line. Composition of functions then allows us to "pull back" rational functions along a rational map, so that a single rational map induces a homomorphism of fields In particular, the following theorem is central: the functor from the category of projective varieties with dominant rational maps (over a fixed base field, for example ) to the category of finitely generated field extensions of the base field with reverse inclusion of extensions as morphisms, which associates each variety to its function field and each map to the associated map of function fields, is an equivalence of categories.
Проективті кеңістіктердің рационалды карталары
Рационалды карта қатынасты жібереді. Нүктенің бейнесі болмағандықтан, бұл карта тек рационалды, сорттардың морфизмі емес. Көбінесе, соңғы координаттарды естен шығарып, n-дік туплды m-дік туплға жіберу үшін рационалды карталар бар.
Ашық субсарттарды қосу
Байланысқан алгебралық сортта, кез келген ашық алгебралық субсортты қосу – бирационалдық теңдестік болып табылады, себебі екі сорттың функциялық денелері эквивалентті. Яғни, кез келген рационалды функцияны субсортқа шектеуге болады, және керісінше, рационалды функцияны арқылы анықталатын рационалды теңдестік классы бар. Бұл құбылысқа керемет мысал – және сорттарының бирационалдық теңдестігі, демек .
Ашық қосалқы жиынтықтардағы кеңістіктерді жабу
Рационалды карталардың бирационалды емес екенін көрсететін үлгілерді алу үшін, алгебралық қисықтың ашық ішкі жиындарындағы кеңістіктерді жабу жеткілікті. Мысалы, Белый теоремасы бойынша, әрбір алгебралық қисық үш нүктеде тармақталатын картаға ие. Одан кейін, бирационалды емес басым рационалды морфизмді анықтайтын байланысты жабу кеңістігі пайда болады. Мысалдардың тағы бір класы – гипереллиптикалық қисықтар, олар шекті сандағы нүктелерде тармақталатын екі еселі жабулар болып табылады. Тағы бір мысал гипербетті алып, рационалды картаны оған шектеу арқылы беріледі. Бұл тармақталған жабуды тудырады. Мысалы, нөлдік локусымен берілген текше бетінен бастап, оны жіберуге болатын рационалды карта бар. Бұл рационалды картаны белгілі бір дәрежедегі өріс кеңейтілімдері арқылы көрсетуге болады.
Ерекшеліктерді шешу
Бирационалдық картаның канондық мысалы – сингулярлықтарды ажырату. 0 сипаттамалы өріс үстінде, кез келген сингулярлық алгебралық сорттың, сингулярлық емес алгебралық сортқа бирационалдық карта арқылы байланысы бар. Бұл картаның қасиеті – ол алгебралық сорттың сингулярлық емес бөлігінде изоморфизм болып табылады, ал алгебралық сорттың сингулярлық бөлігіндегі талшық – қалыпты қиылысқан бөлгіш болады. Мысалы, түйінді қисық, мысалы, бирационалды, себебі топологиялық тұрғыдан қарағанда ол бір шеңбері сығырылған эллипстік қисық болып табылады. Онда бирационалдық карта нормалау арқылы беріледі.
Бирационалдық баламалық
Егер олардың арасында бирационалдық карта болса, екі сорт бирационалдық теңдес деп аталады; бұл теорема сорттардың бирационалдық теңдестігі олардың функциялық өрістерінің базалық өрістің кеңейтуі ретінде изоморфизмімен сәйкес екенін көрсетеді. Бұл сорттардың изоморфизмі ұғымынан (изоморфизмге куәлік ету үшін жалпыға бірдей анықталған морфизм қажет, жай ғана рационалды карта емес) көбірек мүмкіндік береді, себебі бирационалды, бірақ изоморфты емес сорттар бар. Көбінесе мысал ретінде, проекциялық нүктелер жиынынан тұратын сорт, бірақ изоморфты емес, құрамында бар сорт келтіріледі. Шындығында, кез келген екі түзу қиылысады, бірақ және түзулері қиылыса алмайды, өйткені олардың қиылысуының барлық координаталары нөлге тең болар еді. -нің функциялық өрісін есептеу үшін, біз аффиндік ішкі жиынға көшеміз (бұл өрісті өзгертеді, рационалды картаның мінез-құлқы тек доменінің кез келген ашық ішкі жиынындағы қалай болатынына байланысты екенін көрсетеді), онда; проективті кеңістікте бұл біз ала аламыз дегенді білдіреді, демек, осы ішкі жиынды аффиндік жазықтықпен теңестіреміз. Сол жерде, -нің координаталық сақинасы келесі арқылы беріледі және соңғысының бөлшектер өрісі жай ғана , -нің бөлшектер өрісімен изоморфты. Біз ешқашан рационалды карта жасаған жоқпыз, бірақ теореманың дәлелін қарастырсақ, оны жасау мүмкін.
via the map And the field of fractions of the latter is just , isomorphic to that of Note that at no time did we actually produce a rational map, though tracing through the proof of the theorem it is possible to do so.