数学中,拉开(法文:éclatement,英文:blowing up)、单项变换σ-过程是一种几何的操作,代数几何中的应用尤重。拉开是双有理几何的基本工具。对代数簇复流形 上一点 的拉开是将该点换为该点法丛射影丛,或者具体地说是换为该点切空间的射影空间,从而得到拉开态射 ,这是一个双有理等价。对较高维子流形也能定义拉开。

当代代数几何学将拉开视为对概形的内在操作,然而拉开也有外在的描述法,例如取一平面曲线,并对它所处的射影平面作某类变换;这是古典的进路,其想法至今仍反映于用语上。

对仿射空间中一点作拉开

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以下仅考虑复数  上的情形,一般构造准此可知。

  为复仿射空间   的原点,仿射空间的元素以坐标表为  。令   -维复射影空间,其元素以齐次坐标表示为  。 令    中由等式   定义之闭子集,其中  。则投影态射

 

自然地导出态射(特别也是全纯函数

 

此态射  (或者更常指空间  )称为  拉开

例外除数   定义为   对态射   的逆像。可以证明

 

同构于射影空间。它是个非负除数,而且在   之外   是同构。因此     之同构。

对复流形的子流形作拉开

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一般来说,我们可以开任何余维为   的复子流形  。设   由方程式  定义,并设    上的齐次坐标。沿   的拉开   定义为方程  (对所有   )在空间   中定义的闭子集。

进一步推广,我们可拉开任何复流形   的任一复子流形  ,方式是局部上化约到上述情形,拉开后再予以黏合。效果依然,我们将   拉开为例外除子  。而拉开态射

 

依然是双有理的,并在   外是同构。   可自然地视作  法丛的射影化,因此   局部上是纤维化映射,其纤维为  

由于   是平滑除子,其法丛为线丛。对于曲面的情形,可证明   的自相交数为负,这表明其法丛没有整体上定义的截面。  是其同调类在   上的唯一代表,原因在于:假设   经扰动后变为代表同一同调类的另一个复子流形,则它和   的相交数必为正,故矛盾。这是例外除子之所以“例外”之故。

  维某个   中不等于   的复子流形。若   不交  ,则它本质上不受沿   的拉开影响。然而若有相交,则    中导出两个几何对象:一者是真变换或称严格变换,它是    中的闭包,其法丛一般与   的不同。另一者是全变换,包含   的全体或一部分,其同调类基本上是  上同调类之拉回。

推广:概形的拉开

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拉开可以在一般的概形上定义。令   为一概形,并设   为其上一凝聚理想层,  沿   的拉开是概形  真态射

 

使得  可逆层,此拉开由下述泛性质刻划:

对任何态射  ,若它使得   是可逆层,则   唯一地透过   分解。

此拉开可具体地由

 

构造。当  拟射影概形时,  将是射影态射

重要性质

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与有理映射的关系

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与奇点解消的关系

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曲面的拉开

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在平滑的射影曲面上,任何双有理等价皆可分解为一系列的拉开与缩回。

以下的 Grauert-Mumford 定理是曲面分类中的基本工具:

定理 . 设   为平滑射影曲面,   上一个既约除数,若其相交矩阵   负定,则   可表成某个代数曲面的拉开,使得   为其例外除数。

相交理论

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相关的建构

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向法锥变形

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向法锥变形的技术可以证明代数几何中的许多结果。给定一个概形   及其闭子概形  ,我们在   中拉开  ,则

 

是纤维化映射。沿着   的一般纤维自然同构于  ,而中心纤维则是两个概形的并集:一者是   沿   的拉开;另一者则是   的法锥,其中我们将纤维紧化为射影空间。

辛流形的拉开

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拉开也可以在辛流形范畴中施行,称作辛拉开。方式是将辛流形赋予殆复结构,然后仿照复拉开的模式。然而这仅在拓扑层次上有意义,我们必须小心地为拉开后的空间赋予一个辛形式,因为我们不能任意将辛形式沿例外除数   延拓,而必须在   的一个邻域上修改之;或借着将   的一个开邻域切下,然后适当地折叠边界以完成拉开。较好的理解方式是利用辛切割的一般理论,其中辛拉开只是个特例。辛切割及其逆操作辛和是沿一平滑除数向法锥变形的类比。

文献

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