黎曼曲面與代數曲線

除子(divisor)

亞純函數與微分把它們的資料攜帶在零點與極點裡:它們在「何處」為零或爆掉,以及「有多強」。除子正是記錄這點的簡單記帳工具——一份有限的點的清單,每個點標上一個整數(零點為正、極點為負,整數標明階)。它把「這個函數在此處 3 階為零、在那處有二階極點」變成一個你能加減的乾淨代數對象。

精確地說,黎曼曲面 X 上的除子是點的形式有限整係數組合:D = sum of n_p [p],其中每個 n_p 是整數,且只有有限多個非零。除子構成自由阿貝爾群(你只需逐點把係數相加)。其次數是諸係數之和,deg(D) = sum of n_p——一個整數。兩個關鍵來源:任何亞純函數 f 給出其主除子 div(f) = sum over p of ord_p(f) [p](零點減極點);在緊曲面上 deg(div(f)) = 0 恆成立,因為零點與極點相抵。所有 n_p >= 0 的除子稱為有效(記作 D >= 0);它記錄一組帶重數的點,沒有任何負值。

為何重要:除子是整個黎曼-羅赫思想圈的語言。每個除子 D 定義一個亞純函數的向量空間 L(D),其極點被 D 所界(且可以更多地為零),黎曼-羅赫計算它的維數。相差一個主除子的除子線性等價並定義相同的幾何;此關係下的除子類構成皮卡群,其零次數部分即雅可比簇。誠實要點:除子只是「形式」資料——一個有限的帶標籤點集——它本身並不是函數。技巧在於追問哪些除子真的能作為 div(f) 或某截面的零點出現,而這正是阿貝爾定理與黎曼-羅赫所回答的。

在球面上取 f(z) = (z - 1)^2 / (z(z + 3))。它的除子是 div(f) = 2[1] - [0] - [-3],檢驗次數:2 - 1 - 1 = 0,確認了主除子規則。單獨的有效除子 2[1] 記錄了「z = 1 處一個二重點」、沒有極點。

緊曲面上主除子 div(f) 的次數恆為 0——零點恰好抵消極點。

除子是形式資料,不是函數:寫下 D = sum n_p[p] 並不表示具有那些零點與極點的函數存在。判定哪些除子是主除子(次數為 0 是必要但在 g >= 1 時「不」充分)正是阿貝爾定理。

又称
divisor on a curve因子除數