赋值

实数(或复数)绝对值在任意域上的推广。赋值这个概念最初是由J.屈尔沙克于1913年提出的。设φ是定义在任意域F上的一个取非负实数值的函数,并满足以下三个条件:

(1)φ(α)=0,当且仅当α=0,并对某个αFφ(α)≠1;

(2)φ(αb)=φ(α)φ(b);

(3)φ(α+b)≤φ(α)+φ(b),J.屈尔沙克把这样的φ称为F上的一个赋值。按照通行的叫法,后改称之为F的绝对值。不久以后,A.奥斯特罗夫斯基引进了另一种绝对值φ,它满足上述的①和②,以及④,并把这种φ称为非阿基米德绝对值,而把满足①、②、③而不满足④的那些φ称为阿基米德绝对值。实数域R或复数域C的通常绝对值就是它们的阿基米德绝对值。有绝对值φ的域F,记作(Fφ)。

完全域

借助于F的绝对值φ,可以把分析学上的一些概念移植于F。设{αi}是F的一个序列。若对于每个实数ε>0,总有一个自然数n0,使得当mnn0时,恒有φ(αmαn)<ε,则称{αi}是(Fφ)的一个φ柯西序列。若对于序列{αi},有αF,使得当nn0时恒有φ(αn-α) <ε则称{ α i}是 φ收敛的,而 α称为它的 φ极限。若( Fφ)中每个 φ柯西序列都是 φ收敛的,则称 F关于 φ是完全的,或者说( Fφ)是完全域(complete field)。实数域 R或复数域 C关于通常的绝对值是完全的,而K. 亨泽尔P进数域 Q p则是一个非阿基米德绝对值的完全域。对这两种域作统一的处理,正是发展赋值理论的一个主要出发点。 F上所有形如 的级数,称为 F上关于文字 X的形式幂级数。按照通常的加、乘运算,它们组成一个域,称为 F上的形式幂级数域,记作 F(( x))。令 ,以及 ρ(0)=0,于是得到一个完全域( F(( X)), φ)。

φ是阿基米德绝对值时,有著名的奥斯特洛夫斯基定理:若F关于阿基米德绝对值φ是完全的,则F连续同构于RC

赋值和赋值环

非阿基米德绝对值这个概念还可以作如下的推广。设 Г是一个有序交换群,其运算为乘法,单位元素为1。设0是一个符号,它与Г的元素r,满足r·0=0·r=0·0=0,以及0<r。若φ:F→Г∪{0}是个满映射,满足:

(1)φ(α)=0当且仅当α=0;

(2)φ(αb)=φ(αφ(b);

(3),则称φF的一个赋值.或者说F是有赋值φ的赋值域,记作(Fφ)。Г称为φ的值群。当Г是正实数乘法群时,φ就是前面所说的非阿基米德绝对值。在赋值域(Fφ)中,子集成一个环,称为φ的赋值环。F的子环A成为某个赋值的赋值环,当且仅当对于F的每个元素α,必有αA或者α_1A

从域F的一个子环A到某个域K的一个同态映射B,如果满足:

(1)对于αF-A,有α_1A以及α_1B=0;

(2)B把A的单位元素映射到K的单位元素,那么B称为F的一个位。域的每个位,显然给出一个赋值环;反之,从域的赋值环也不难作出域的一个位。因此,赋值、赋值环和位这三个概念密切相关。位还是代数几何中的一个重要概念,早在R.戴德金和H.韦伯的经典著作中就有了它的雏型。赋值自W.克鲁尔于20世纪30年代初提出以后,赋值理论广泛应用于代数数论类域论以及代数几何等方面;到了60年代,它又与泛函分析有着日益增长的关联。

赋值的阶

设Г是赋值φ的值群,Δ是Г的一个子群。若对于Δ的每个元素δ,Г中所有满足δ-1 <у< δ的元素у也属于 Δ,则 Δ称为Г的一个 孤立子群。{1}和Г都可以作为Г的孤立子群。以下设Г≠{1}。由于Г是有序的,Г中所有的孤立子群按包含关系成一个全序的集。除 Г 本身外的所有孤立子群,按包含关系所成全序集的序型定义为Г的阶。若 φ的值群Г的阶是 m,就称 φm阶赋值。因此,所谓一阶赋值,就是指值群只有{1}为其真孤立子群的赋值。有序交换群的阶为1,当且仅当它保序同构于某个由实数所成的乘法群。这个事实表明,一阶赋值正是前面所定义的非阿基米德绝对值。

离散赋值

当一阶赋值φ的值群为无限循环群时,则φ称为离散赋值。例如,关于有理数域Q。设p是一个素数,那么每个有理数α≠0都可惟一地写成的形式,其中b、с是与p互素的整数,v(αZ。规定,以及φ(0)=0。不难验知,φ满足赋值的条件,而且是一个离散赋值,称之为Qp进赋值。

赋值的开拓

设(Fφ)是一个赋值域,KF的一个扩域,若K有一个赋值ψ,使得对每个αF,都有ψ(α)=φ(α),则ψ称为φK上的开拓。关于赋值开拓有存在性定理:F的赋值在F的任何一个扩域上都至少有一个开拓。

拓扑域

如果域F有一个拓扑τ,使得F的四则运算关于τ是连续的,那么F称为关于τ的拓扑域,记作(F,τ)。库尔雪克意义下的赋值域,是拓扑域的最早例子。

赋值理论也可以从拓扑代数的角度来研究,是基于下述事实。对于有绝对值φ的域F,所有形如{αFφ(α) <ε}的子集构成零元素的一个基本邻域族,从而生成 F的一个域拓扑。在 φF的赋值时,情形也相同。对拓扑域作系统的研究始于20世纪30年代初期D.von 丹齐克的工作。

局部紧域

任何拓扑域(F,τ)只能是连通的,或者完全不连通的。如果τ是F的一个局部紧拓扑,那么(F,τ)称为局部紧域。离散拓扑也是一种局部紧拓扑。仅就非平凡的和非离散的情形而论,局部紧域有一些显著的性质。首先,每个局部紧域 (F,τ)都有一个绝对值φ,使得由φ所生成的拓扑与τ相同。其次,还有定理:设(F,τ)是一个局部紧域。如果它是连通的,那么它连续同构于RC(关于通常绝对值的拓扑);如果它是完全不连通的,那么它就连续同构于p进数域Qp的一个有限扩域,或者某个有限域K上的形式幂级数域K((x))的有限扩域。

参考书目
  1. O.Zariski and P.Samuel,Commutative Algebra,Vol.2,Springer-Verlag,New York,1960.
  2. O. Endler,valuation Theory,Springer-Verlag, Berlin,1972.