Autor Tema: Grado de una aplicación racional entre curvas.

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08 Julio, 2022, 01:39 am
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zimbawe

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Hola, estoy teniendo problemitas al momento de encontrar el grado de aplicaciones racionales entre variedades proyectivas y curvas.
Dada una aplicación racional entre curvas (o variedades proyectivas)
\(  \phi: C_1 \longrightarrow C_2  \) se define \(  \phi^{*} K(C_1) \longrightarrow K(C_2)  \) mediante:
\(  \phi^{*}(f)=f \circ \phi  \).
Ya sé bajo qué condiciones, dicha aplicación induce una extensión de sus cuerpos de funciones.
El problema lo encuentro al momento de calcular el grado de la extensión, no porque no sepa, sino porque me cuesta encontrar una base para la extensión.
Tengo los dos siguientes problemas.
Sea \(  C_1: Y^2=X^3  \) y \(  C_2: Y^2=X  \) y sea \(  \phi: C_1 \longrightarrow C_2  \) definida como \(  \phi(x,y)=(x, y/x)  \) me piden encontrar el grado de \(  \phi  \). Encontré que \(  K(C1)  \) puede ser identificado con \(  K(X)+YK(X)  \) y que \(  K(C_2)  \) puede ser identificado con \(  K(Y)  \) sin embargo, no logró hallar el grado porque, según yo el pullback no tendría sentido.
Otro ejemplo en el que me piden hacer cálculos es:
Dado
\(  f: \mathbb{P}^{2} \longrightarrow \mathbb{P}^{2}  \) por \(  f(x:y:z)=(x^2:y^2:z^2)  \) me piden encontrar el grado de \(  f  \).
Agradecería cualquier sugerencia o aclaración, no estoy tan confundido sino que me cuesta hallar una base para dichas extensiones. Gracias.

08 Julio, 2022, 05:48 am
Respuesta #1

zimbawe

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Creo que ya pudé con ambos, pero me gustaría confirmar.
Para el primero me dió que el grado es 1, para el segundo obtuve que una base era \(  \left\{{1, x, y, z}\right\}  \) o sea, el grado es cuatro, pero quisiera que me ayudaran a confirmarlo. Mil gracias.

08 Julio, 2022, 10:48 am
Respuesta #2

Luis Fuentes

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Hola

Creo que ya pudé con ambos, pero me gustaría confirmar.
Para el primero me dió que el grado es 1, para el segundo obtuve que una base era \(  \left\{{1, x, y, z}\right\}  \) o sea, el grado es cuatro, pero quisiera que me ayudaran a confirmarlo. Mil gracias.

Está bien. Fíjate que el grado coincide con el cardinal de la fibra de un punto genérico. En el primer caso, dado \( (a^2,a)\in C_2 \), si \( (a^2,a)=(x,y/x) \), con \( y^2=x^3 \), necesariamente \( x=a^2 \) e \( y=ax=a^3 \). Es decir sólo hay un punto cuya imagen es \( (a^2,a) \).

En el segundo caso si fijamos la carta afín \( \Bbb P^2-\{z=0\} \), la aplicación afín queda:

\( f(x,y)=(x^2,y^2) \)

la fibra de un punto genérico \( (a,b) \) son los \( (x,y) \) tales que \( (x^2,y^2)=(a,b) \), es decir, cuatro valores: \( (\pm \sqrt{a},\pm \sqrt{b}) \) debido a las dos raíces cuadradas existentes de cada número.

Saludos.

08 Julio, 2022, 01:21 pm
Respuesta #3

zimbawe

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Hola Luis. Comprendo, pero tengo dos preguntas:
1) ¿Puedo encontrar la prueba al resultado que aludes en algún lado?
Bueno, lo segundo no es una duda sino una cuestión conceptual.
Si por ejemplo considero \(  V(Y^5-X^2)  \) y \(  W=\mathbb{A}^{1}  \) y defino \(  \varphi(t)=(t^5, t^2)  \) utilizando el método que me explicaste obtengo que el grado es 1. Pero tratando de encontrar una base, obtengo que el grado es por lo menos 3.

08 Julio, 2022, 01:47 pm
Respuesta #4

geómetracat

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Si por ejemplo considero \(  V(Y^5-X^2)  \) y \(  W=\mathbb{A}^{1}  \) y defino \(  \varphi(t)=(t^5, t^2)  \) utilizando el método que me explicaste obtengo que el grado es 1. Pero tratando de encontrar una base, obtengo que el grado es por lo menos 3.

El grado es 1. Llamando \(  C := V(Y^5-X^2)  \), fíjate que si tienes \( f(x,y) \in K(C) \) entonces \( \varphi^*(f) (t) = f(t^5,t^2) \). Tomando \( f(x,y) = \frac{x}{y^2}  \) (que está bien definida pues el denominador no se anula idénticamente en \( C \)) tienes que \( \varphi^*(f)(t)=t \). De ahí se deduce fácilmente que \( \varphi^*K(C)=k(t) \) Como \( K(\Bbb A^1) = k(t) \), tienes que \( \varphi^*K(C)=K(\Bbb A^1) \), luego los cuerpos coinciden y la extensión tiene grado \( [K(\Bbb A^1):\varphi^*K(C)]=1 \).
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)

08 Julio, 2022, 01:58 pm
Respuesta #5

zimbawe

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Había obtenido esa inversa y de esa forma comprobé que el grado es 1 ¿Qué quiere decir que el denominador no se anule idénticamente en C?
También pensándolo como bases ¿Cuál sería una base para esta extensión?
¿Algún libro que me recomienden? La aproximación que hace el de "Aritmética de Curvas Elípticas" de Silverman da por hecho que uno es experto en geometría algebraica.
Busco sobre todo un libro donde se hagan este tipo de cuentas, la mayoría de ejemplos me toca pensarlos.
Mil gracias Geometracat y Luis.

08 Julio, 2022, 02:27 pm
Respuesta #6

geómetracat

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Había obtenido esa inversa y de esa forma comprobé que el grado es 1 ¿Qué quiere decir que el denominador no se anule idénticamente en C?
Simplemente que el denominador no es la función cero en la curva (en este caso, que no es un múltiplo de \( Y^2 - X^5 \)). Cuando defines una función racional de \( K(C) \) siempre hay que tener cuidado de que el denominador no sea la función cero en el anillo de coordenadas de la curva, \( K[C] \). Por ejemplo, el cociente de polinomios \( \frac{1}{Y^2-X^5} \) no induce ninguna función racional en \( C \) (ningún elemento de \( K(C) \)) porque el denominador corresponde a la función cero de \( K(C) \).
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También pensándolo como bases ¿Cuál sería una base para esta extensión?
Una base para una extensión de grado uno es \( \{1 \} \) (o de hecho cualquier otro elemento no nulo del cuerpo).
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¿Algún libro que me recomienden? La aproximación que hace el de "Aritmética de Curvas Elípticas" de Silverman da por hecho que uno es experto en geometría algebraica.
Busco sobre todo un libro donde se hagan este tipo de cuentas, la mayoría de ejemplos me toca pensarlos. 
Pues ni idea la verdad. No recuerdo ahora mismo ningún libro donde haya muchos ejemplos de este tipo calculados en detalle.
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)

08 Julio, 2022, 02:30 pm
Respuesta #7

zimbawe

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Una base para una extensión de grado uno es \( \{1 \} \) (o de hecho cualquier otro elemento no nulo del cuerpo).
Respecto a esto, tenemos que los elementos de \(  K(C)  \) pueden ser escritos en la forma \(  a(Y)+Xb(Y)  \) cuando miro los elementos de la imagen via el pullback, obtengo \(  a(t^2)+t^5b(t^2)  \).
Sin embargo, lo que quiero es ver que todo elemento de \(  K(C)  \) lo puedo escribir de esta forma, para en efecto mostrar que la extensión tiene grado 1.
Mil gracias.

08 Julio, 2022, 03:11 pm
Respuesta #8

geómetracat

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Respecto a esto, tenemos que los elementos de \(  K(C)  \) pueden ser escritos en la forma \(  a(Y)+Xb(Y)  \) cuando miro los elementos de la imagen via el pullback, obtengo \(  a(t^2)+t^5b(t^2)  \).
Mmm, ¿eso de donde sale? No lo veo muy claro.
Por ejemplo, ¿como expresas la función racional \( 1/X \) en la curva \( C \) de esa forma?

En cualquier caso, una vez que has visto como en mi mensaje anterior que \( t\in \varphi^*K(C)  \) ya estás, porque como \( \varphi^*K(C) \) es un cuerpo, tienes que \( K(t)\subseteq \varphi^*K(C) \), y la otra inclusión, \( \varphi^*K(C) \subseteq K(t) \) sale directa de las definiciones, luego tienes la igualdad y el grado es uno.
La ecuación más bonita de las matemáticas: \( d^2=0 \)

08 Julio, 2022, 03:28 pm
Respuesta #9

zimbawe

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¿ \(  1/X=X/Y^5  \)? ¿No?
Si, entiendo, pero se supone que es \(  K(C)  \) el que es una extensión de \(  \phi^{*} K(C)  \) entiendo que
\(  \phi^{*} K(C)=K(t)  \)  pero esto por qué implica que el grado es 1?
O sea, es claro que el grado es 1. Pero quiero comprender bien esas implicaciones.
Gracias Geometracat.