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Kurs:Singularitätentheorie (Osnabrück 2019)/Arbeitsblatt 19/latex

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\setcounter{section}{19}




\inputaufgabe
{}
{

Man gebe für die Ringe der zweidimensionalen ADE-Singularitäten jeweils eine \definitionsverweis {Primidealkette}{}{} der Länge $2$ an.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Man gebe für den Ring
\mathl{K[X,Y,Z,W]/(XY-ZW)}{} eine \definitionsverweis {Primidealkette}{}{} der Länge $3$ an.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {kommutativer Ring}{}{} von endlicher \definitionsverweis {Krulldimension}{}{} $d$. Zeige, dass die Krulldimension des \definitionsverweis {Polynomrings}{}{} $R[X]$ mindestens
\mathl{d+1}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Betrachte
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{X^2+Y^2 }
{ \in }{ \R[X,Y] }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Die Nullstellenmenge
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{V(X^2+Y^2) }
{ \subseteq }{ \R^2 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} besteht aus dem einzigen Punkt
\mathl{(0,0)}{,} durch die eine Gleichung geht also die Dimension von $2$ auf $0$ runter. Warum widerspricht das nicht dem Krullschen Hauptidealsatz?

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ {\mathfrak m} }
{ = }{{ \left( X_1 -a_1, X_2-a_2 , \ldots , X_n -a_n \right) } }
{ \subseteq }{ K[X_1 , \ldots , X_n ] }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} ein \definitionsverweis {Punktideal}{}{} im Polynomring. Zeige, dass die \definitionsverweis {Höhe}{}{} von ${\mathfrak m}$ gleich $n$ ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ {\mathfrak m} }
{ \subseteq }{ K[X_1 , \ldots , X_n ] }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} ein \definitionsverweis {maximales Ideal}{}{} im Polynomring. Zeige, dass es eine \definitionsverweis {endliche Körpererweiterung}{}{}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{K }
{ \subseteq }{L }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} und ein \definitionsverweis {Punktideal}{}{}


\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ {\mathfrak n} }
{ =} { { \left( X_1-b_1 , \ldots , X_n-b_n \right) } }
{ \subset} { L [X_1 , \ldots , X_n] }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} derart gibt, dass
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ {\mathfrak m} }
{ =} { {\mathfrak n} \cap K[X_1 , \ldots , X_n] }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Begründe, dass
\mathl{K[x,y] \subseteq K[x,y,z]/(xy-z^n)}{} \definitionsverweis {endlich}{}{} ist. Wie sieht es über
\mathl{K[x,z]}{} bzw.
\mathl{K[y,z]}{} aus?

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Begründe, dass
\mathl{K[y,z] \subseteq K[x,y,z]/(x^2+yz^2+z^{m+1})}{} \definitionsverweis {endlich}{}{} ist. Wie sieht es über
\mathl{K[x,y]}{} bzw.
\mathl{K[x,z]}{} aus?

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{R }
{ \subseteq }{S }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} eine \definitionsverweis {endliche Ringerweiterung}{}{} und
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{f }
{ \in }{S }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} ein \definitionsverweis {Nichtnullteiler}{}{.} Zeige, dass
\mathl{R \cap (f)}{} nicht das Nullideal ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $R$ ein \definitionsverweis {kommutativer Ring}{}{.} Zeige, dass
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{R }
{ \subseteq }{R[X]/ { \left( X^2 \right) } }
{ \defeqr }{S }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} eine \definitionsverweis {endliche Ringerweiterung}{}{} ist und dass die Restklasse
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{[X] }
{ \in }{S }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} nicht $0$ ist, dass aber
\mathl{R \cap ([X])}{} das Nullideal ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Zeige, dass
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{K[X+Y] }
{ \subseteq} { K[X,Y]/ { \left( XY \right) } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} \definitionsverweis {endlich}{}{} ist.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

\aufzaehlungdrei{Zeige, dass
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{K[X+Y, Z] }
{ \subseteq} { K[X,Y,Z]/(XY,XZ) }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} \definitionsverweis {endlich}{}{} ist. }{Zeige, dass \mathkor {} {X+Y} {und} {Z} {} \definitionsverweis {algebraisch unabhängige}{}{} Elemente in $K[X,Y,Z]/(XY,XZ)$ sind. }{Bestimme für die beiden \definitionsverweis {minimalen Primideale}{}{} \mathkor {} {(X)} {und} {(Y,Z)} {} die Durchschnitte mit
\mathl{K[X+Y,Z]}{.} }

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Zeige durch ein Beispiel, dass Korollar 19.8 nicht gilt, wenn man beliebige Nenneraufnahmen erlaubt.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Zeige durch ein Beispiel, dass Korollar 19.8 nicht gilt, wenn man Algebren betrachten, die nicht vom endlichen Typ sind.

}
{} {}




\inputaufgabe
{}
{

Es sei $(R, {\mathfrak m})$ ein noetherscher lokaler Ring und $M$ ein \definitionsverweis {endlich erzeugter}{}{} $R$-\definitionsverweis {Modul}{}{} der \definitionsverweis {Dimension}{}{} $d$. Zeige, dass der Limes
\mathdisp {\lim_{n \rightarrow \infty} d! { \frac{ \dim_{ R/{\mathfrak m} } { \left( M/{\mathfrak m}^nM \right) } }{ n^d } }} { }
existiert und mit der \definitionsverweis {Hilbert-Samuel-Multiplizität}{}{} von $M$ übereinstimmt.

}
{} {}