Kurs:Singularitätentheorie (Osnabrück 2019)/Arbeitsblatt 22/latex

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\setcounter{section}{22}




\inputaufgabe
{}
{

Sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{R }
{ = }{K[X,Y,W,Z]/(XY-ZW) }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} und
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ {\mathfrak p} }
{ = }{ (X,Z) }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Zeige, dass das maximale Ideal
\mathl{{\mathfrak p} R_{\mathfrak p}}{} durch ein Element erzeugt wird, dass aber ${\mathfrak p}$ weder in $R$ noch in $R_{(X,Y,Z,W)}$ durch ein Element erzeugt wird \zusatzklammer {und zwar auch nicht als Radikal} {} {.}

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei eine \definitionsverweis {Blockmatrix}{}{} der Form
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ M }
{ =} { \begin{pmatrix} A & 0 \\ 0 & B \end{pmatrix} }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gegeben. Zeige, dass der \definitionsverweis {Rang}{}{} von $M$ gleich der Summe der Ränge von $A$ und von $B$ ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Skizziere die Diagonale auf dem Torus \zusatzklammer {in seiner dreidimensionalen Realisierung} {} {.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{}
{

Es sei $X$ ein \definitionsverweis {Hausdorff-Raum}{}{.} Zeige, dass die \definitionsverweis {Diagonale}{}{}
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ \triangle }
{ =} {{ \left\{ (x,y) \in X \times X \mid x = y \right\} } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} eine \definitionsverweis {abgeschlossene Teilmenge}{}{} im \definitionsverweis {Produktraum}{}{}
\mathl{X \times X}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $M$ eine \definitionsverweis {differenzierbare Mannigfaltigkeit}{}{} und \maabbeledisp {\varphi} {M} {M \times M } {x} {(x,x) } {,} die \definitionsverweis {Diagonalabbildung}{}{} in das \definitionsverweis {Produkt}{}{}
\mathl{M \times M}{.} Zeige, dass die \definitionsverweis {Diagonale}{}{} $\varphi(M)$ eine \definitionsverweis {abgeschlossene Untermannigfaltigkeit}{}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Zeige, dass die Diagonale
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{\Delta }
{ \subseteq }{ { {\mathbb A}_{ K }^{ n } } \times { {\mathbb A}_{ K }^{ n } } }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} durch $n$ Polynome beschrieben wird.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und sei $V$ eine \definitionsverweis {affin-algebraische Menge}{}{} über $K$. Zeige, dass die \definitionsverweis {Diagonale}{}{} \maabbeledisp {} {V} { V \times V } {P} { (P,P) } {,} eine \definitionsverweis {abgeschlossene Einbettung}{}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{,} sei $V$ eine \definitionsverweis {affin-algebraische Menge}{}{} über $K$ und sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{U }
{ = }{D(g) }
{ \subseteq }{V }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} eine Zariski-offene affine Teilmenge. Zeige, dass
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{U \times U }
{ \subseteq} {V \times V }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} ebenfalls eine affine offene Teilmenge ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es seien \mathkor {} {V} {und} {W} {} \definitionsverweis {affine Varietäten}{}{} und \maabbdisp {\varphi} {V} {W } {} eine durch Polynome gegebene Abbildung. Zeige, dass der Graph der Abbildung eine abgeschlossene Teilmenge in der \definitionsverweis {Produktvarietät}{}{}
\mathl{V \times W}{} ist.

}
{} {}

Die folgenden Aufgabe beschäftigen sich mit der Frage, inwiefern eine Eigenschaft, die \anfuehrung{lokal}{} im lokalen Ring zu einem Punkt $P$ einer Varietät $V$ gilt, bereits \anfuehrung{global}{} in einer \zusatzklammer {Zariski} {} {-}offenen affinen Umgebung
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{P }
{ \in }{ U }
{ = }{ D(g) }
{ \subseteq }{V }
{ }{ }
} {}{}{} des Punktes gilt. Wenn $R$ der Koordinantering zu $V$ ist, so ist die Nenneraufnahme $R_g$ der Koordinantering zu $D(g)$. Beachte, dass man bei diesem Übergang innerhalb der endlich erzeugten $K$-Algebren bleibt und sich nach Korollar 19.8 auch die Dimension nicht ändert.




\inputaufgabe
{}
{

Es sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{P }
{ \in }{V }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} ein \definitionsverweis {glatter Punkt}{}{} einer \definitionsverweis {affin-algebraischen Menge}{}{} $V$. Zeige, dass es eine offene affine Umgebung
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{P }
{ \in }{ U }
{ \subseteq }{V }
{ }{ }
{ }{}
} {}{}{} derart gibt, dass $U$ in jedem Punkt glatt ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {kommutativer Ring}{}{,}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ {\mathfrak a} }
{ \subseteq }{R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} ein \definitionsverweis {Ideal}{}{} und
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{S }
{ \subseteq }{R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} ein \definitionsverweis {multiplikatives System}{}{.} In der \definitionsverweis {Nenneraufnahme}{}{} $R_S$ gelte
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ {\mathfrak a} R_S }
{ =} { { \left( f_1 , \ldots , f_n \right) } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.} Zeige, dass es ein
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{g }
{ \in }{S }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} und Elemente
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{a_1 , \ldots , a_n }
{ \in }{R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} mit
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ {\mathfrak a} R_g }
{ =} { { \left( a_1 , \ldots , a_n \right) } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gibt.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {kommutativer Ring}{}{,} $M$ ein $R$-\definitionsverweis {Modul}{}{} und
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{S }
{ \subseteq }{R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} ein \definitionsverweis {multiplikatives System}{}{.} Der $R_S$-Modul $M_S$ werde durch $n$ Elemente erzeugt. Zeige, dass es dann ein
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{g }
{ \in }{S }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} derart gibt, dass auch der $S_g$-Modul $M_g$ durch $n$ Elemente erzeugt wird.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $R$ der lokale Ring zu einer affinen Varietät über einem algebraisch abgeschlossenen Körper. Beweise Satz 18.8 mit Hilfe von Korollar 22.10. Welche Verschärfung gilt dabei für die Parameter?

}
{} {}