在代數幾何 中,有理映射 是定義在概形 的稠密開集上的態射。有理映射及由此引生的雙有理等價 是古典代數幾何學的主要對象。
定義
固定概形
V
,
W
{\displaystyle V,W}
。考慮所有的資料
(
U
,
f
)
{\displaystyle (U,f)}
,其中
U
⊂
V
{\displaystyle U\subset V}
是稠密開集,而
f
:
U
→
W
{\displaystyle f:U\to W}
是態射;這些資料代表了
U
{\displaystyle U}
上「部份定義」的態射,
U
{\displaystyle U}
代表
f
{\displaystyle f}
的定義域。定義下述等價關係:
(
U
,
f
)
∼
(
U
′
,
g
)
⟺
f
|
U
∩
U
′
=
g
|
U
∩
U
′
{\displaystyle (U,f)\sim (U',g)\iff f|_{U\cap U'}=g|_{U\cap U'}}
此外,注意到稠密性保證
U
∩
U
′
{\displaystyle U\cap U'}
也是
V
{\displaystyle V}
中的稠密開集。當
V
{\displaystyle V}
不可約,則所有非空開集都是稠密的。若再假設
V
{\displaystyle V}
既約而
W
{\displaystyle W}
是分離概形 ,則任一等價類有唯一一個定義域最大的代表元。
從概形
V
{\displaystyle V}
到
W
{\displaystyle W}
的有理映射
f
{\displaystyle f}
是其中的一個等價類
[
U
,
f
]
{\displaystyle [U,f]}
。
若
f
{\displaystyle f}
是從
U
{\displaystyle U}
到
V
{\displaystyle V}
,
g
{\displaystyle g}
是從
V
{\displaystyle V}
到
W
{\displaystyle W}
的有理映射,則一般並不能定義其合成
g
∘
f
{\displaystyle g\circ f}
。但是當
f
{\displaystyle f}
的像(對某個,因而對每個代表元
(
U
0
,
f
U
0
)
{\displaystyle (U_{0},f_{U_{0}})}
)在
V
{\displaystyle V}
中稠密時,對每個
g
{\displaystyle g}
的代表元
(
V
0
,
g
V
0
)
{\displaystyle (V_{0},g_{V_{0}})}
,
f
U
0
(
U
0
)
∩
V
0
{\displaystyle f_{U_{0}}(U_{0})\cap V_{0}}
皆非空,此時可以定義
g
∘
f
:=
[
f
U
0
−
1
(
V
0
)
,
g
V
0
∘
f
U
0
]
{\displaystyle g\circ f:=[f_{U_{0}}^{-1}(V_{0}),g_{V_{0}}\circ f_{U_{0}}]}
。
同理,若
V
{\displaystyle V}
與
W
{\displaystyle W}
都是
S
{\displaystyle S}
上的概形,也可以類似地定義
S
{\displaystyle S}
-有理映射。
例子
設
k
{\displaystyle k}
為整環 ,設
V
:=
A
k
n
{\displaystyle V:=\mathbb {A} _{k}^{n}}
、
W
:=
A
k
m
{\displaystyle W:=\mathbb {A} _{k}^{m}}
,則從
V
{\displaystyle V}
到
W
{\displaystyle W}
的任何有理映射
f
{\displaystyle f}
有唯一的表法:
f
=
(
f
1
(
x
1
,
…
,
x
n
)
g
1
(
x
1
,
…
,
x
n
)
,
…
,
f
m
(
x
1
,
…
,
x
n
)
g
m
(
x
1
,
…
,
x
n
)
)
{\displaystyle f=\left({\dfrac {f_{1}(x_{1},\ldots ,x_{n})}{g_{1}(x_{1},\ldots ,x_{n})}},\ldots ,{\dfrac {f_{m}(x_{1},\ldots ,x_{n})}{g_{m}(x_{1},\ldots ,x_{n})}}\right)}
其中
f
i
,
g
i
{\displaystyle f_{i},g_{i}}
是多項式。該有理映射可以在
A
k
n
∖
⋃
i
{
g
i
=
0
}
{\displaystyle \mathbb {A} _{k}^{n}\setminus \bigcup _{i}\{g_{i}=0\}}
上定義。
此外,對於不可約
k
{\displaystyle k}
-概形
X
{\displaystyle X}
,其上的有理函數一一對應到從
X
{\displaystyle X}
到
P
k
1
{\displaystyle \mathbb {P} _{k}^{1}}
的有理映射。
優勢映射與雙有理等價
雙有理等價的例子
參見
文獻
Grothendieck, Alexandre; Jean Dieudonné. Éléments de géométrie algébrique 2nd edition. Berlin; New York: Springer-Verlag. 1971. ISBN 978-3-540-05113-8 (法语) .
Hartshorne, Robin. Algebraic Geoemtry. Berlin; New York: Springer-Verlag. 1977. ISBN 978-0-387-90244-9 (英语) .