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定理已证明

贝祖定理

命题陈述

设C1C_1与C2C_2是代数闭域kk上射影平面P2(k)\mathbb{P}^2(k)中的两条射影平面曲线,次数分别为deg⁡(C1)\deg(C_1)与deg⁡(C2)\deg(C_2),且没有公共不可约分支。按交点重数计算,它们恰好相交于∣C1∩C2∣=deg⁡(C1)⋅deg⁡(C2)\left| C_1 \cap C_2 \right| = \deg(C_1) \cdot \deg(C_2)个点。

为什么成立?

在普通实平面中,当根变成复数或交点逃逸到无穷远处时,两条曲线可能不相交。在代数闭域kk上的射影空间P2(k)\mathbb{P}^2(k)中工作,并按自然的代数重数计算相切点,就能恢复完全的统一性:交点总数只取决于次数deg⁡(C1)\deg(C_1)与deg⁡(C2)\deg(C_2)。

证明思路

设F(x,y,z)F(x,y,z)与G(x,y,z)G(x,y,z)分别为定义C1C_1与C2C_2的次数为d1=deg⁡(C1)d_1 = \deg(C_1)与d2=deg⁡(C2)d_2 = \deg(C_2)的齐次多项式。选取射影坐标,使得点[0:1:0][0:1:0]不在任一曲线上,并且没有两个交点位于穿过[0:1:0][0:1:0]的同一条[x:z][x:z]-直线上。

将FF与GG视为以(x,z)(x,z)的齐次多项式为系数的单变量yy的多项式。它们的西尔维斯特结式R(x,z)=Res⁡y(F,G)R(x,z) = \operatorname{Res}_y(F, G)是关于(x,z)(x,z)的非零齐次多项式(由于FF与GG无公因式而必非零),对西尔维斯特矩阵做齐次性计算可知R(x,z)R(x,z)的次数恰好为d1d2d_1 d_2。

在代数闭域kk上,任何次数为d1d2d_1 d_2的二元齐次多项式按重数计算都完全分解为d1d2d_1 d_2个线性形式。每个线性因子对应于一条穿过[0:1:0][0:1:0]且包含FF与GG公共零点的直线,该因子的重数与该点处的局部相交重数dim⁡kOP(C1∩C2)\dim_k \mathcal{O}_{P}(C_1 \cap C_2)一致,从而给出总数∣C1∩C2∣=deg⁡(C1)⋅deg⁡(C2)\left| C_1 \cap C_2 \right| = \deg(C_1) \cdot \deg(C_2)。

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分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. Robin Hartshorne (1977). Algebraic Geometry (Graduate Texts in Mathematics, Vol. 52) · DOI:10.1007/978-1-4757-3849-0
  2. David Mumford (1999). The Red Book of Varieties and Schemes (Lecture Notes in Mathematics, Vol. 1358) · DOI:10.1007/b62130