Кіріспе

(Математикалық) бірегей максималдық идеалмен сақина. Математикада, әсіресе сақиналар теориясында, жергілікті сақиналар салыстырмалы түрде қарапайым сақиналар болып табылады және алгебралық түрлерде немесе манифольдтарда анықталған функциялардың, немесе белгілі бір орында немесе жай санда қарастырылатын алгебралық сан денелерінің "жергілікті мінез-құлқы" деп аталатын нәрсені сипаттауға қызмет етеді. Жергілікті алгебра – коммутативтік алгебраның коммутативтік жергілікті сақиналар мен олардың модульдерін зерттейтін саласы. Көбінесе, коммутативтік жергілікті сақина сақинаның жай идеал бойынша локализациялау нәтижесінде туындайды. Жергілікті сақиналар туралы ұғымды Вольфганг Крулл 1938 жылы Stellenringe деген атпен енгізді. "Жергілікті сақина" терминінің ағылшын тіліндегі нұсқасы Зарискиге тиесілі.

Мысалдар

Барлық өрістер (және қисық өрістер) жергілікті сақиналар, себебі {0} осы сақиналардағы жалғыз максималдық идеал. Сақина – жергілікті сақина (p жай сан, n ≥ 1). Бірегей максималдық идеал p-нің барлық еселігінен тұрады.
Көбірек айтқанда, әрбір элементі бірлік немесе нильпотент болатын нөлдік емес сақина – жергілікті сақина. Жергілікті сақиналардың маңызды класы дискретті бағалау сақиналары, олар өріс емес жергілікті негізгі идеалдық домендер. Элементтері шексіз қатарлар болып табылатын, көбейтулер мынаған сәйкес келетін сақина жергілікті: . Оның бірегей максималдық идеалы кері бұрылмайтын барлық элементтерден тұрады. Басқаша айтқанда, ол тұрақты мүшесі нөлге тең элементтерден тұрады. Көбірек айтқанда, жергілікті сақинадағы формалды қуат қатарларының әрбір сақинасы жергілікті; максималдық идеал базалық сақинаның максималдық идеалында тұрақты мүшесі бар қуат қатарларынан тұрады. Сол сияқты, кез келген өрістегі екілік сандардың алгебрасы жергілікті. Көбірек айтқанда, егер F – жергілікті сақина болса және n – оң бүтін сан болса, онда F[X]/(Xn) – максималдық идеалы F-тің максималдық идеалына жататын тұрақты мүшесі бар полиномдар кластарынан тұратын жергілікті сақина, себебі Xn модулі бойынша басқа барлық полиномдарды инверттеу үшін геометриялық қатарды қолдануға болады. Егер F өріс болса, онда F[X]/(Xn) элементтері не нильпотент, не кері болады. (F-тің екілік сандары 1=n = 2 жағдайына сәйкес келеді.) Жергілікті сақиналардың нөлдік емес факторлық сақиналары жергілікті. Жұп бөлімі бар тақ бөлімі бар рационалды сандар сақинасы жергілікті; оның максималдық идеалы жұп бөлімі бар және тақ бөлімі бар бөлшектерден тұрады. Бұл 2-ге қатысты локализацияланған бүтін сандар. Көбірек айтқанда, кез келген коммутативтік сақина R және R-дің кез келген жай идеалы P берілген болса, R-дің P бойынша локализациясы жергілікті; максималдық идеал – бұл локализацияда P арқылы туындаған идеал; яғни максималдық идеал a ∈ P және s ∈ R \ P бар барлық элементтер a/s-тен тұрады.

Үлгі емес

Көптамалардың сақинасы жергілікті емес, себебі және бірлік емес, бірақ олардың қосындысы бірлік болып табылады. Бүтін сандар сақинасы жергілікті емес, өйткені ол әрбір жай сан /(pq) үшін максималды идеалға ие, мұнда p және q – ерекше жай сандар. (p) және (q) екеуі де осы жерде максималды идеалдар болып табылады.

Микроорганизмдер шамасы

Бұл сақиналар үшін "жергілікті" атауын неге қолданатынымызды түсіндіру үшін, нақты сандық сызықтың 0-інің маңындағы ашық аралықта анықталған, нақты мәнді үздіксіз функцияларды қарастырайық. Бізді осы функциялардың 0-ге жақын қалай өзгеретіні қызықтырады ("жергілікті мінез-құлқы"), сондықтан егер екі функция 0-ге жақын (қажет болса, өте кішкентай) ашық аралықта сәйкес келсе, оларды бірдей деп есептейміз. Бұл сәйкестендіру эквиваленттік қатынас құрайды, ал эквиваленттік сыныптар "0 нүктесіндегі нақты мәнді үздіксіз функциялардың туындылары" деп аталады. Бұл туындыларды қосуға және көбейтуге болады, олар коммутативті сақина құрайды. Осы туындылар сақинасы жергілікті екенін көрсету үшін, оның инверттелетін элементтерін сипаттау қажет. Туынды f инверттелетін болады, егер және тек қана f(0) ≠ 0 болса. Себебі: егер f(0) ≠ 0 болса, үздіксіздік қағидасы бойынша 0-ге жақын f нөлге тең емес ашық аралық табылады, және біз осы аралықта 1 = g(x) = 1/f(x) функциясын құра аламыз. g функциясы туындыны тудырады, ал fg көбейтіндісі 1-ге тең. (Керісінше, егер f инверттелетін болса, онда g бар, сондықтан f(0)g(0) = 1, демек f(0) ≠ 0.) Осы сипаттамаға сүйене отырып, кез келген екі инверттелетін емес туындының қосындысы да инверттелетін емес екенін көруге болады, және бізде коммутативті жергілікті сақина бар. Бұл сақинаның максималды идеалы – дәл f(0) = 0 болатын туындылардан тұрады. Дәл осы аргументтер кез келген топологиялық кеңістіктегі үздіксіз нақты мәнді функциялардың туындылары үшін белгілі бір нүктеде, немесе кез келген дифференциалданатын көптүрліліктегі дифференциалданатын функциялардың туындылары үшін белгілі бір нүктеде, немесе кез келген алгебралық сан алуандықтағы рационалды функциялардың туындылары үшін белгілі бір нүктеде де қолданылады. Сондықтан бұл сақиналардың бәрі жергілікті болып табылады. Осы мысалдар схемалардың, сан алуандықтарының жалпылама түрінің, жергілікті сақиналы кеңістіктер ретінде қалай анықталатынын түсінуге көмектеседі.

Коммутативті емес

Коммутативті емес жергілікті сақиналар модульдердің кейбір басқа сақиналар үстінен тікелей қосындыға жіктелуін зерттеуде эндоморфизм сақиналары ретінде табиғи түрде туындайды. Атап айтқанда, егер M модулінің эндоморфизм сақинасы жергілікті болса, онда M жіктеле алмайды; керісінше, егер M модулінің ұзындығы шекті және жіктеле алмайтын болса, онда оның эндоморфизм сақинасы жергілікті болады. Егер k - p > 0 сипаттамасы бар өріс болса және G - шекті p-тобы болса, онда kG топ алгебрасы жергілікті болады.

Коммутативтік жағдай

Сонымен қатар, R, m-ді максималды идеал m-мен коммутативті жергілікті сақина R үшін жазамыз. Егер m-нің қуаттарын 0-дің көршілес негізі ретінде алсақ, әрбір мұндай сақина табиғи жолмен топологиялық сақинаға айналады. Бұл R-дегі m-адикалық топология. Егер (R, m) коммутативті Ноэтериандық жергілікті сақина болса, онда (Крулл қиылысу теоремасы), және бұл R-дің m-адикалық топологиясы Хаусдорф кеңістігі болып табылады. Теорема Артин-Рис леммасымен және Накаяма леммасымен бірге шығады, сондықтан "Ноэтериандық" болжам өте маңызды. Шындығында, R нақты түзудегі 0 нүктесіндегі шексіз дифференциалданатын функциялардың түйіршігі болсын, ал m – ең үлкен идеал болсын. Содан кейін нөлдік емес функция кез келген n үшін жатады, себебі бұл функция бөлінген кезде де тегіс болып қалады. Кез келген топологиялық сақина үшін (R, m) толық па (біркелкі кеңістік ретінде) деген сұрақ туындайды; егер толық болмаса, оның толықтырылуын қарастырамыз, ол да жергілікті сақина болады. Толық Ноэтериандық жергілікті сақиналар Коэн құрылымы теоремасы бойынша жіктеледі. Алгебралық геометрияда, әсіресе R белгілі бір нүкте P-дегі схеманың жергілікті сақинасы болғанда, R / m жергілікті сақинаның қалдық өрісі немесе P нүктесінің қалдық өрісі деп аталады. Егер (R, m) және (S, n) жергілікті сақиналар болса, онда R-ден S-ке дейінгі жергілікті сақина гомоморфизмі – f(m) ⊆ n қасиетіне ие f: R → S сақина гомоморфизмі. Бұл R және S-те берілген топологияларға қатысты үздіксіз сақина гомоморфизмдерінің өзі. Мысалы, сақина морфизмін қарастырайық. Оның кері бейнесі болып табылады. Тағы бір мысал – жергілікті сақина морфизмі.