交換代數

克魯爾維數

一個幾何對象有多少個獨立方向——它是點、曲線、曲面,還是立體?克魯爾維數純代數地回答這一問題,不借助任何圖像,只數素理想能嵌套到多深。點的環沒有嵌套餘地;曲線的環允許把一個素理想套進另一個;曲面的環則允許套兩層。你能搭起的素理想塔越長,就度量出空間的維數。

交換環 R 的克魯爾維數是相異素理想鏈 p_0 ⊊ p_1 ⊊ ... ⊊ p_n 之長度 n 的上確界。(含 n+1 個素理想的鏈長度為 n。)體的維數是 0;整數環 Z 以及任何不是體的主理想整環維數為 1(鏈 (0) ⊊ (p));而體上的多項式環 k[x_1, ..., x_n] 維數為 n。

對體上有限生成的代數,借助諾特正規化,這種組合計數與每一種幾何維數概念一致,也與函數體的超越次數一致。但在完全的一般性下,克魯爾維數可能失常:存在維數無窮的諾特環(永田的例子),所以維數有限是一條真正的定理(對體上或 Z 上有限生成的代數成立),而非自動的事實。

在 k[x, y] 中,素理想鏈 (0) ⊊ (x) ⊊ (x, y) 長度為 2 且是極大的,故 dim k[x, y] = 2——與平面是二維的相吻合。

平面多項式環中的一條極大素理想鏈。

局部環的克魯爾維數等於其極大理想的高度,而對諾特局部環,它還等於一個根為極大理想的理想所需的最少生成元個數——克魯爾的維數定理。