diff --git a/chapters/chapter3.tex b/chapters/chapter3.tex index 6b4fc53..a588e27 100644 --- a/chapters/chapter3.tex +++ b/chapters/chapter3.tex @@ -1070,4 +1070,57 @@ Die eine Implikation der dritten Aussage des Theorems, nämlich \dim(M) + \dim(N) < \dim(A) \Longrightarrow \chi(M, N) = 0, \end{equation*} wurde für den Fall beliebiger regulärer Ringe 1985 von Paul C. Roberts gezeigt (siehe {}\cite{roberts1998multiplicities}). -Die Frage, ob die umgekehrte Implikation ebenfalls gilt, ist bis heute ein offenes Problem. \ No newline at end of file +Die Frage, ob die umgekehrte Implikation ebenfalls gilt, ist bis heute ein offenes Problem. + +Wir zeigen nun noch die von Serre bereits gegebenen Beweise. +Dazu zeigen wir zunächst, dass das Verfahren der Reduktion auf die Diagonale unter einer gewissen Voraussetzung auch im Fall anwendbar, dass $A$ ein formaler Potenzreihenring über einem vollständigen diskreten Bewertungsring ist. + +\begin{prop} + \label{prop:reduktion-auf-die-diagonale-diskreter-bewertungsring} + Sei $k$ ein vollständiger diskreter Bewertungsring, $A \cong B$ der formale Potenzreihenring über $k$ in $n$ Variablen über $k$ und seien $\mfm \cong \mfn \cong (X_1, \ldots, X_n)$. + Sei $M$ (beziehungsweise $N$) ein endlich erzeugter $A$-Modul (beziehungsweise $B$-Modul) mit einer $\mfm$-stabilen Filtrierung $(M_p)$ (beziehungsweise mit einr $\mfn$-stabilen Filtrierung ($N_q$)). + Sei $\pi$ ein Erzeuger des Maximalideals von $k$. + Ist $\pi$ kein Nullteiler auf $M$ und $N$, so gilt + \begin{equation*} + \dim M \widehat{\otimes}_k N = \dim M + \dim N - 1 + \end{equation*} + und + \begin{equation*} + \Tor^C_p(A, M \widehat{\otimes}_k N) \cong \Tor^A_p(M, N). + \end{equation*} + \begin{proof} + Es gilt + \begin{equation*} + (M \widehat{\otimes}_k N) / \pi (M \widehat{\otimes}_k N) \cong (M / \pi M) \widehat{\otimes}_k (N / \pi N). + \end{equation*} + Ist $\pi$ kein Nullteiler auf $M$ und $N$, dann gilt also + \begin{equation*} + \dim M \widehat{\otimes}_k N = \dim M + \dim N - 1. + \end{equation*} + Sei $C = A \widehat{\otimes}_k B$. + Analog zum Fall, dass $k$ ein Körper ist, sieht man + \begin{equation*} + C \cong k[[X_1, \ldots, X_n, Y_1, \ldots, Y_n]]. + \end{equation*} + Sei außerdem $\mfd = (X_1 - Y_1, \ldots, X_n - Y_n) \subset C$. + Durchfreie Auflösungen von $M$ und $N$ wie in Beweis von \cref{prop:reduktion-auf-diagonale-diagonale-potenzreihernring} und eine $C$-projektive Auflösung von $A \cong C / \mfd$ erhalten wir folgende Specktralsequenz: + \begin{equation*} + \Tor^C_p(A, \widehat{\Tor}^k_q(M, N)) \Longrightarrow \Tor^A_{p + q}(M, N) + \end{equation*} + Ist $\pi$ kein Nullteiler auf $M$ und $N$, dann degeneriert diese Spektralsequenz und wir erhalten einen Isomorphismus + \begin{equation*} + \Tor^C_p(A, M \widehat{\otimes}_k N) \cong \Tor^A_p(M, N). + \end{equation*} + \end{proof} +\end{prop} + +\begin{thm} + \label{thm:tor-formel-regulaere-ringe-ungleicher-charakteristik-unverzweigt} + Die Aussage von \cref{thm:tor-formel-regulaerer-ring-gleicher-charakteristik} bleibt auch gültig, wenn man die Voraussetzung, dass $A$ ein regulärer Ring gleicher Charakteristik durch folgende allgemeinere Voraussetzung ersetzt: + $A$ ist ein regulärer Ring und für jedes Primideal $\mfp$ von $A$ ist der lokale Ring $A_\mfp$ entweder von gleicher Charakteristik, und von ungleicher Charakteristik und unverzweigt. + (Tatsächlich genügt es diese Eigenschaft für alle Maximalideale zu fordern, denn ist $A$ ein unverzweigter regulärer lokaler Ring von ungleicher Charakteristik, dann ist jede Lokalisierung $A_\mfp$ vom gleichen Typ, oder von gleicher Charakteristik.) + \begin{proof} + Nach \emph{Cohens Struktursatz} (siehe {}\cite[Theorem~15]{cohen46onthestructure}) ist ein unverzweigter regulärer vollständiger lokaler Ring isomorph zu einem formalen Potenzreihenring über einem unverzweigten vollständigen diskreten Bewertungsring. + Durch Lokalisieren und Vervollständigen wie im Beweis von \cref{thm:tor-formel-regulaerer-ring-gleicher-charakteristik} genügt es folgendes Lemma zu beweisen: + \end{proof} +\end{thm} diff --git a/theorem_environments.tex b/theorem_environments.tex index 9cb3f8d..c9ce67f 100644 --- a/theorem_environments.tex +++ b/theorem_environments.tex @@ -1,7 +1,7 @@ \newtheorem{thm}{Theorem}[chapter] \newtheorem{prop}[thm]{Proposition} \newtheorem{lem}[thm]{Lemma} -\newtheorem{kor}[thm]{Korrolar} +\newtheorem{kor}[thm]{Korollar} \newtheorem{deflem}[thm]{Definition/Lemma} \theoremstyle{definition} \newtheorem{defn}[thm]{Definition} @@ -10,7 +10,7 @@ \crefname{thm}{Theorem}{Theoreme} \crefname{prop}{Proposition}{Propositionen} -\crefname{kor}{Korrolar}{Korrolare} +\crefname{kor}{Korollar}{Korollare} \crefname{deflem}{Definition/Lemma}{Definitionen/Lemmata} \crefname{lem}{Lemma}{Lemmata} \crefname{defn}{Definition}{Definitionen}