體論

純超越擴張

純超越擴張是「只與形式變量打交道、別無其他」的體論版本。你向基體添加一組完全自由、互不相關的「不定元」,並取一切你能構成的有理表達式。這裡沒有隱藏的代數:沒有元素滿足由其他元素強加的任何多項式關係。它是擴大一個體的最乾淨、最一般的方式,頂上不帶任何代數部分。

確切地說,K 的擴張 L 稱為純超越的,若 L = K(S) 對某超越基 S 成立,等價地若 L 與有理函數體 K(x_1, ..., x_n) 是 K 同構的(無限情形則為可數或更多變量的 K)。這裡諸變量在 K 上代數無關,所以 K[x_1, ..., x_n] 是一個真正的多項式環,而 L 是它的分式體。

每個擴張都經過一個純超越部分分解:取一個超越基 S,則 L 在純超越的 K(S) 上代數。純超越部分承載全部「自由維數」,代數部分承載其餘。一個值得記住的警告:即便 L 在某純超越子體上代數,L 本身未必純超越——呂羅特定理僅在基體上超越次數為 1 時挽救此事。

C(x) 與 C(x, y) 在 C 上純超越,超越次數分別為 1 與 2。相比之下,滿足 y^2 = x^3 - x 的 C(x, y) 是超越次數 1 的擴張,但並非純超越。

有理函數體是純超越的;正虧格曲線的函數體不是。