From fb898ea91411742b4af842df25c250e418f54e41 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Johannes Loher Date: Sun, 6 Aug 2017 19:07:32 +0200 Subject: [PATCH] Beweis von Theorem zum Samuelpolynom fertig ausgearbeitet und ein paar Kleinigkeiten --- Ausarbeitung.tex | 32 +++++++++++++++++++++++++------- 1 file changed, 25 insertions(+), 7 deletions(-) diff --git a/Ausarbeitung.tex b/Ausarbeitung.tex index d9b7411..c8ba15a 100644 --- a/Ausarbeitung.tex +++ b/Ausarbeitung.tex @@ -133,7 +133,7 @@ Dabei ist $\length_{H_0}(M_n)$ die Länge von $M_n$ als $H_0$-Modul. Wir beweisen die Behauptung nun durch Induktion über $r$. - Im Fall $r = 0$ ist $M$ ein endlich erzeugter $H_0$-Modul und damit von endlicher Länge. Es gilt $M_n = 0$ für große $n$ und damit ist $\chi(M,\bullet)$ polynomartig vom Grad $-\infty$. + Im Fall $r = 0$ ist $M$ ein endlich erzeugter $H_0$-Modul und damit von endlicher Länge. Es gilt $M_n = 0$ für große $n$ und damit ist $\chi(M,\bullet)$ polynomartig vom Grad $-1$. Wir nehmen nun $r > 0$ an und, dass die Behauptung für $r - 1$ bereits gezeigt wurde. Seien $N$ und $R$ der Kern und der Kokern des Endomorphismus $\Phi\colon M \to M,\, m \mapsto X_r \cdot m$. Das sind graduierte Moduln und wir erhalten die exakten Sequenzen: \begin{equation*} @@ -157,7 +157,7 @@ Dabei ist $\length_{H_0}(M_n)$ die Länge von $M_n$ als $H_0$-Modul. Im Folgenden sei $A$ ein noetherscher kommutativer Ring und sei $M$ ein endlich erzeugter $A$-Modul und $\mfq$ ein Ideal von $A$. Wir nehmen zusätlich Folgendes an: \begin{equation} \label{eq:laenge-kleiner-unendlich} - \length_A(M/\mfq M) < \infty. + \length_{A}(M/\mfq M) < \infty. \end{equation} Dies ist äquivalent zu: \begin{equation} @@ -195,11 +195,14 @@ wohldefiniert. \begin{equation*} M_0/M_1 \oplus \cdots \oplus M_{n_0}/M_{n_0+1} \end{equation*} - erzeugt und ist demnach endlich erzeugt. %TODO: Wieso? + erzeugt. Für alle $i\in \N$ ist wegen der Injektion $M_i/M_{i+1} \hookrightarrow M/M_{i+1}$, und weil $M/M_{i+1}$ noethersch is, auch $M_i/M_{i+1}$ noethersch. Insbesondere ist also $M_i/M_{i+1}$ ein endlich erzeugter $A$-Modul und wegen $\mfq \subset \Ann(M_i/M_{i+1})$ auch ein endlich erzeugter $A/\mfq$-Modul. Also ist $\gr(M)$ ebenfalls ein endlich erzeugter $A/\mfq$-Modul und damit insbesondere ein endlich erzeugter $\gr_\mfq(A)$-Modul. Nach \cref{thm:hilbert-polynomial} ist dann die Abbildung $\chi(\gr(M),\bullet)$ polynomartig. Es gilt - \begin{equation*} - \Delta f_M(n) = \length_A(M/M_{n+1}) - \length_A(M/M_n) = \length_A(M_n/M_{n+1}) = \chi(\gr(M), n), - \end{equation*} + \begin{align*} + \Delta f_M(n) &= \length_A(M/M_{n+1}) - \length_A(M/M_n) \\ + &= \length_A(M_n/M_{n+1}) \\ + &= \length_{A / \mfq}(M_n/M_{n+1}) \\ + &= \chi(\gr(M), n), + \end{align*} also ist $\Delta f_M$ polynomartig und nach \cref{lem:kritreium-fuer-polynomartig} auch $f_M$. \end{proof} \end{thm} @@ -234,7 +237,22 @@ wohldefiniert. \end{proof} \end{lem} -Im Folgenden sei +\begin{prop} + \label{prop:samuel-polynom-grad-abschaetzung} + Es sei $\mfa = \Ann(M)$, $B = A / \mfa$ und $\mfp$ das Ideal $(\mfa + \mfq) / \mfa$ in $B$. Wir nehmen weiter an, dass $\mfp$ von $r$ Elementen $x_1,\ldots,x_r$ erzeugt wird. Dann gilt: + \begin{enumerate}[(a)] + \item $\deg P_\mfq(M) \le r$ + \item $\Delta^r P_\mfq(M) \le \length_A(M/\mfq M)$ + \item Es gilt $\Delta^r P_\mfq(M) = \length_A(M/\mfq M)$ genau dann, wenn die natürliche Abbildung + \begin{equation*} + \Phi\colon (M/\mfq M)[X_1,\ldots,X_r] \to \gr(M) + \end{equation*} %TODO: Wie ist \Phi definiert? + ein Isomorphismus ist. + \end{enumerate} + \begin{proof} + Wie im Beweis von \cref{thm:samuel-polynomial} dürfen wir $\mfa = 0$ und damit $B = A$ und $\mfp = \mfq$ annehmen. Außerdem ist $\gr_\mfq(A)$ dann ein Quotient von $(A/\mfq)[X_1,\ldots,X_r]$. + \end{proof} +\end{prop} \begin{prop} \label{prop:hilber-polynom-grad-unabhaengig-von-q}