交换代数
正则局部环
正则局部环是光滑点的代数——簇上没有尖角、尖点、交叉或夹缩的地方。在光滑点处,空间在无穷小尺度上看起来就像平直的坐标空间,而这种光滑性的代数影子是一种精确的效率:极大理想所需的生成元不超过维数所允许的数目。奇异点「浪费」生成元;正则点恰好用最少的数目。
设 (R, m, k) 是诺特局部环,极大理想为 m,剩余域为 k = R/m。由中山引理总有 dim R <= dim_k(m / m^2),即 m 所需的生成元个数。当等号成立时 R 称为正则的:dim R = dim_k(m / m^2),于是 m 恰由 d = dim R 个元素生成,称为一组正则参数系。等价地,其相伴分次环是 k 上的多项式环。
正则局部环出奇地好:由奥斯兰德-布赫斯鲍姆-塞尔定理,它们恰是有限整体维数的诺特局部环;一条深刻的定理(奥斯兰德-布赫斯鲍姆)说每个正则局部环都是唯一分解整环。它们整闭且为科恩-麦考莱环。最简单的例子是域(d = 0)、DVR(d = 1)和幂级数环 k〚x_1, ..., x_d〛。节点 k[x, y]/(y^2 - x^3) 在原点处局部化是非正则局部环的原型:维数为 1 而 m 需要 2 个生成元。
k[x, y] 在原点 (x, y) 处的局部环是正则的:维数为 2,且 m = (x, y) 恰由 2 个元素生成,m/m^2 是由 x 与 y 张成的 2 维空间。平面的原点是光滑点。
一个光滑点:m 的生成元个数与维数相符。
正则性可局部化:若 R 正则,则每个局部化 R_p 也正则。完美域上的簇在某点光滑,当且仅当其在该点的局部环正则——这是代数正则性与几何光滑性之间的桥梁。
另见