• 1.摘要
  • 2.仿射曲线
  • 3.射影曲线
  • 4.代数函数域
  • 5.复代数曲线与黎曼曲面
  • 6.奇点
  • 6.1.判断方式
  • 6.2.奇点分类
  • 7.曲线的例子
  • 7.1.有理曲线
  • 7.2.椭圆曲线
  • 7.3.亏格大于一的曲线

代数曲线

在代数几何中,一条代数曲线是一维的代数簇。最典型的例子是射影平面image上由一个齐次多项式image定义的零点。

仿射曲线

定义在域image上的仿射代数曲线可以看作是image中由若干个image-元多项式image定义的公共零点,使得其维数为一。

利用结式,我们可以将变数消至两个,并化约到与之双有理等价的平面代数曲线image,其中image,因此在探讨曲线的双有理几何时仅须考虑平面曲线。

射影曲线

射影空间中的曲线可视作仿射曲线的紧化,它们带有更好的几何性质。在以上考虑的方程imageimage)中,我们作代换:

image

遂得到image个齐次多项式,它们在射影空间image中定义一条曲线,此射影曲线与开集image的交集同构于原曲线。射影曲线的例子包括image中的费马曲线image,其上的有理点对应到费马方程image的互素整数解。

代数函数域

代数曲线之研究可化约为不可约代数曲线之研究,后者的范畴在双有理等价之意义下等价于代数函数域范畴。域image上的函数域image是超越次数为一的有限型域扩张,换言之:存在元素image使得imageimage上超越,而且image是有限扩张。

以复数域image为例,我们可以定义复系数有理函数域image。变元image对代数关系image生成的域image是一个椭圆函数域,代数曲线image  给出它的一个几何模型。

若基域image非代数封闭域,则函数域无法只由多项式的零点描述,因为此时存在无点的曲线。例如可取实数域image并考虑其上的代数曲线image,此方程定义了一个image的有限扩张,因而定义了一个函数域,然而

image

代数封闭域上的代数曲线可以用代数簇完整地描述,对于一般的基域或者环上的曲线论,概形论能提供较合适的框架。

复代数曲线与黎曼曲面

复射影曲线可以嵌入image维复射影空间image。复射影曲线在拓扑上为二维的对象,当曲线光滑时,它是个紧黎曼曲面,即一维的紧复流形,因而是可定向的二维紧流形。这时该曲面的拓扑亏格(直观说就是曲面有几个洞或把手)等同于曲线上由代数几何学定义的亏格。视这类曲线为黎曼曲面,则可以采复分析手法加以研究。另一方面,黎曼则证明了任何紧黎曼曲面都同构于一条复射影曲线。

于是我们有三个相互等价的范畴:复数域上的不可约平滑射影曲线、紧黎曼曲面与image上的函数域。因此一维复分析(包括位势论)、代数几何与域论的方法此时能相互为用,这是高等数学里很常见的现象。

奇点

判断方式

曲线在一点image的平滑性可以用雅可比矩阵判断。以下考虑嵌于image中的曲线:设该曲线由imageimage个变元的齐次多项式image定义,若其雅可比矩阵image在区线上一点image满秩,则称它image点光滑;反之则称为奇点。在一点的平滑性与多项式image的选取无关,也与曲线的嵌入方式无关。