$$\newcommand{C}[0]{\mathbb{C}}
\newcommand{N}[0]{\mathbb{N}}
\newcommand{Q}[0]{\mathbb{Q}}
\newcommand{R}[0]{\mathbb{R}}
\newcommand{Z}[0]{\mathbb{Z}}
$$
本書で引用として使う可換環論とホモロジー代数の概念(平坦性、Hensel 局所環、正則局所環、excellent 環、導来関手、極限、スペクトル系列、Hochschild コホモロジー)の要点を集めた頁である。各項目は定義の要点をボックスに書き、続けて本書での使いどころと、用語解説記事・教科書の案内を書く。全体の地図と読む順序は本書『0-1 本書の読み方』にある。
可換環論
平坦性と忠実平坦性
平坦性と忠実平坦性
$A$ 加群 $M$ が平坦であるとは、$-\otimes_AM$ が完全列を保つことをいう。さらに $M\otimes_AN=0$ なら $N=0$ となるとき忠実平坦という。忠実平坦な $A\to B$ に沿っては、加群とその間の写像の性質(同型である、有限生成である、など)を $B$ 上で確かめてよい。
- 使いどころ:fppf 位相の被覆(『Azumaya 代数と PGL トーサー』、『fppf 位相と相対 Picard 群』、『エタールと fppf の比較定理』)、降下(『Azumaya 代数と PGL トーサー』、『Severi–Brauer スキーム』)、Amitsur 複体の完全性(『エタールと fppf の比較定理』)。
- 案内:AM69 第 2・3 章、Mat86 第 3 章(§7)、Har77 III.9。
完備化と Hensel 局所環
Hensel 局所環と狭義 Hensel 化
局所環 $(A,\mathfrak m,k)$ が Hensel であるとは、モニック多項式の剰余体での単根が $A$ の根に持ち上がることをいう。同値に、$A$ 上の有限代数が局所環の有限個の積に分解する。剰余体が分離閉な Hensel 局所環を狭義 Hensel 局所環と呼ぶ。完備局所環は Hensel である。スキームの点 $x$ に対して、Hensel 化 $\mathcal O_{X,x}^{\mathrm h}$ と狭義 Hensel 化 $\mathcal O_{X,x}^{\mathrm{sh}}$ がある。後者はエタール位相での「点の十分小さな近傍」の役を果たす。
- 使いどころ:Hensel 局所環の Brauer 群は剰余体の Brauer 群に等しい(『Azumaya 代数と PGL トーサー』)。エタール層の茎と高次順像の茎の計算(『2-1 Br′ の捩れ性と単射性』、『次元 1 のスキームと類体論』、『fppf 位相と相対 Picard 群』、『エタールと fppf の比較定理』、『Brauer 群の純性』)。Hensel 離散付値環の上の計算(『次元 1 のスキームと類体論』、『Artin の定理(Hensel 離散付値環上の曲面)』、『曲線束と Tate–Shafarevich 群』)。
- 案内:Hensel局所環、狭義Hensel局所環、Mil80 第 I 章 §4、AM69 第 10 章(完備化)、Stacks「More on Algebra」の Hensel 環の節。
正則局所環・一意分解性・離散付値環・正規環
正則局所環と正規環
ネーター局所環 $(A,\mathfrak m)$ が正則であるとは、$\dim A=\dim_k\mathfrak m/\mathfrak m^2$ となることをいう。正則局所環は一意分解整域である(Auslander–Buchsbaum の定理)。次元 1 の正則局所環が離散付値環である。正規ネーター整域は、高さ 1 の素イデアルでの局所化(離散付値環)の共通部分に等しい。この事実は「余次元 2 の点を越えて関数が延びる」(Hartogs 型の性質)の代数版であり、本書で繰り返し使う。
- 使いどころ:正則スキームでは $H^2(X,\mathbb G_m)$ が捩れ群になり、Brauer 群が関数体の Brauer 群に埋め込まれる(『2-1 Br′ の捩れ性と単射性』)。純性(『Brauer 群の純性』)、双有理不変性(『Brauer 群の双有理不変性』)、正規曲面特異点(『正規曲面特異点の局所 Brauer 群』)。
- 案内:正則スキーム、Noether環、AM69 第 9・11 章、Mat86 第 8 章(§19・§20)。
japonais な環と excellent 環
japonais な環と excellent 環
ネーター整域が japonais であるとは、分数体の有限次拡大での整閉包が有限加群になることをいう。excellent 環はその強い形で、完備化との相性がよい。
- 使いどころ:『Artin の定理(Hensel 離散付値環上の曲面)』・『曲線束と Tate–Shafarevich 群』で、近似定理を使うための仮定として現れる。『Brauer 群の純性』の標数 0 の場合にも現れる。
- 案内:Mat86 第 11 章(§32)。本書の範囲では、定義を知っていれば足りる。
ホモロジー代数
長完全列と導来関手
導来関手と長完全列
アーベル圏の短完全列から、左完全関手の右導来関手の長完全列が得られる。層のコホモロジーは大域切断の関手の右導来関手である。
- 使いどころ:全頁。とくに Kummer 列の長完全列(『2-3 Kummer 列と Brauer 群の余階数』)と、局所コホモロジーの長完全列(『Brauer 群の純性』、『余次元フィルトレーションと niveau』)。
- 案内:完全列、導来関手、Ext関手、Wei94 第 2・3 章。
帰納極限と射影極限
帰納極限と射影極限
アーベル群の有向帰納極限は完全である。射影極限は左完全にすぎず、その右導来関手 $\varprojlim^1$ が現れる。射影系が Mittag-Leffler 条件(像が十分先で安定する)をみたせば $\varprojlim^1=0$ である。
- 使いどころ:$\mu_{\ell^\infty}=\varinjlim\mu_{\ell^\nu}$ と $\mathbb Z_\ell(1)=\varprojlim\mu_{\ell^\nu}$ の扱い(『2-3 Kummer 列と Brauer 群の余階数』、『Tate 加群と Néron–Severi 群の双対性』)、形式的な分裂の代数化(『Artin の定理(Hensel 離散付値環上の曲面)』)。
- 案内:Mittag-Leffler条件、Wei94 第 3 章(§3.5)。
スペクトル系列
本書に現れるスペクトル系列
本書に現れるのは次の四つの型である。
- Leray のスペクトル系列 $E_2^{p,q}=H^p(Y,R^qf_*F)\Rightarrow H^{p+q}(X,F)$ と、その低次の完全列
$$0\to H^1(Y,f_*F)\to H^1(X,F)\to H^0(Y,R^1f_*F)\to H^2(Y,f_*F)\to H^2(X,F).$$ - Hochschild–Serre のスペクトル系列:有限群 $G$ の Galois 被覆 $X'\to X$ について $H^p(G,H^q(X',F))\Rightarrow H^{p+q}(X,F)$。
- 局所から大域へのスペクトル系列 $H^p(X,\mathcal H^q_Y(F))\Rightarrow H^{p+q}_Y(X,F)$。
- 余次元のスペクトル系列(『余次元フィルトレーションと niveau』で構成する)。
- 使いどころ:1 は『2-1 Br′ の捩れ性と単射性』、『次元 1 のスキームと類体論』、『曲線束と Tate–Shafarevich 群』、『fppf 位相と相対 Picard 群』の骨格である。2 は『2-1 Br′ の捩れ性と単射性』、3 は『Brauer 群の純性』、4 は『余次元フィルトレーションと niveau』。
- 案内:スペクトル系列、Lerayスペクトル系列、Wei94 第 5 章、第 6 章(Lyndon–Hochschild–Serre のスペクトル系列)。
Hochschild コホモロジー
Hochschild コホモロジー
$k$ 代数 $A$ と両側加群 $M$ に対する $H^n(A,M)=\operatorname{Ext}^n_{A\otimes A^{\mathrm{op}}}(A,M)$。中心単純環では $n\ge1$ で消え、これが変形の剛性を与える。
- 使いどころ:『中心単純環と分裂体』の無限小の議論だけ。
- 案内:Wei94 第 9 章。
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