diff options
author | David A. Madore <david+git@madore.org> | 2018-02-07 13:26:44 +0100 |
---|---|---|
committer | David A. Madore <david+git@madore.org> | 2018-02-07 13:26:44 +0100 |
commit | 025dddddc599fdd7ab72bcb2ab2dabbe401caf86 (patch) | |
tree | b423e379740fb73f1ec1cd00e5cf2649a3055373 | |
parent | a24b27541694306536d0f4a2d02eaeb9ce5cf753 (diff) | |
download | accq205-025dddddc599fdd7ab72bcb2ab2dabbe401caf86.tar.gz accq205-025dddddc599fdd7ab72bcb2ab2dabbe401caf86.tar.bz2 accq205-025dddddc599fdd7ab72bcb2ab2dabbe401caf86.zip |
Improve/explain proof of the Nullstellensatz from the weak form.
-rw-r--r-- | notes-accq205-v2.tex | 40 |
1 files changed, 28 insertions, 12 deletions
diff --git a/notes-accq205-v2.tex b/notes-accq205-v2.tex index 259e8be..b7b138c 100644 --- a/notes-accq205-v2.tex +++ b/notes-accq205-v2.tex @@ -1070,18 +1070,34 @@ de $I$). \begin{proof} On sait déjà que $\surd I \subseteq \mathfrak{I}(Z(I))$ et il s'agit de montrer la réciproque. Soit $f \in \mathfrak{I}(Z(I))$ : on veut -prouver $f\in \surd I$. On vérifie facilement que ceci revient à -montrer que l'idéal $I[f^{-1}]$ (c'est-à-dire l'idéal engendré -par $I$) dans $k[t_1,\ldots,t_d, f^{-1}]$ est l'idéal unité (ici, -$k[t_1,\ldots,t_d, f^{-1}]$ désigne $k[t_1,\ldots,t_d][f^{-1}]$, -cf. \ref{special-cases-of-localization}). Or -$k[t_1,\ldots,t_d,f^{-1}] = k[t_1,\ldots,t_d,z]/(zf-1)$ -d'après \ref{localization-inverting-one-element}. Soit $J$ l'idéal -engendré par $I$ et $zf-1$ dans $k[t_1,\ldots,t_d,z]$ : on voit que -$Z(J) = \varnothing$ (dans $k^{d+1}$), car on ne peut pas avoir -simultanément $f(x_1,\ldots,x_d) = 0$ et $z\,f(x_1,\ldots,x_d) = 1$, -donc le Nullstellensatz faible entraîne $J = k[t_1,\ldots,t_d,z]$ : -ceci donne $I[f^{-1}] = k[t_1,\ldots,t_d,f^{-1}]$. +prouver $f\in \surd I$, autrement dit $f^n \in I$ pour un certain $n$. + +Soit $z$ une nouvelle indéterminée, et soit $J$ l'idéal engendré par +$I$ et $zf-1$ dans $k[t_1,\ldots,t_d,z]$. On a $Z(J) = \varnothing$ +(dans $k^{d+1}$), car on ne peut pas avoir simultanément +$f(x_1,\ldots,x_d) = 0$ et $z\,f(x_1,\ldots,x_d) = 1$, donc le +Nullstellensatz faible \ref{weak-nullstellensatz} entraîne $J = +k[t_1,\ldots,t_d,z]$. En réduisant modulo $zf-1$, cela signifie que +l'idéal engendré par $I$ dans $k[t_1,\ldots,t_d,z]/(zf-1)$ est l'idéal +unité. + +Maintenant considérons l'anneau localisé $k[t_1,\ldots,t_d, f^{-1}]$ +(c'est-à-dire, $k[t_1,\ldots,t_d][f^{-1}]$, +cf. \ref{special-cases-of-localization}), et soit $I[f^{-1}]$ l'idéal +engendré par $I$ dans cet anneau. On a $k[t_1,\ldots,t_d,f^{-1}] = +k[t_1,\ldots,t_d,z]/(zf-1)$ +d'après \ref{localization-inverting-one-element}, et le paragraphe +précédent montre donc que $I[f^{-1}]$ est l'idéal unité. +Concrètement, cela signifie que $1 \in k[t_1,\ldots,t_d,f^{-1}]$ +s'écrit comme combinaison linéaire, à coefficients dans +$k[t_1,\ldots,t_d,f^{-1}]$, d'éléments de $I$ ; en mettant les +coefficients en question sous la forme $h/f^i$ où $h \in +k[t_1,\ldots,t_d]$ et où $i \in \mathbb{N}$, et en ramenant tous ces +coefficients sur un même dénominateur $f^n$ (par la définition de +$k[t_1,\ldots,t_d,f^{-1}]$), on voit que finalement on a écrit $f^n$ +comme combinaison linéaire, à coefficients dans $k[t_1,\ldots,t_d]$, +d'éléments de $I$ : c'est-à-dire que $f^n \in I$, ce qu'on voulait +prouver. \end{proof} \thingy La moralité du Nullstellensatz est que (sur un corps |