Flat families | K3 surfaces with involutions

K3 surfaces with involutions

Local and global Torelli theorems for complex K3 surfaces, periods of K3 surfaces, non-symplectic holomorphic involutions, anti-holomorphic involutions, Hilbert schemes of K3 surfaces, Nikulin's lattice theory, lattice-polarized K3 surfaces. . .

p.105

4.3 Flat families


与えられたHilbert polynomial を持つ P^N のcloled subscheme X たちの族

を考えていこう.


まず,いつ,irreducible base を持つ族のすべてのschemesが同じHilbert polynomial を持つだろうか?

baseがirreducibleであるような族のすべてのschemesが同じHilbert polynomialを持つとは限らないということが,いくつかの例によってわかる.(see p.105)


familyのfibersのHilbert polynomialがconstantであるための条件が,

「familyが"flat"である」という条件なのである!


p.106

定義

ring A 上のmodule M がflatであるとは・・・・・(see p.106).

a family f : X → S (ここで,X, Sはschemes)がflatであるとは,

任意のx ∈ X に対してO_x がO_f(x)-moduleとしてflatなことである.

(このとき,「f がflat morphismである」とか,「Xが flat over S」ともいう)



p.107

connected base S を持つP^Nのclosed subschemesのflat familyにおいて,fibers の Hilbert polynomial はconstantであるか?


この主張は,S が 1-dim regular local ring のSpecの場合に示せばよい.

さらに,S はirreducibleでnormalと仮定してよい.

さらに,S の任意の閉点および生成点上のfibersに対して,Hilbert polynomial が一致することを示せばよい.

結局,A = O_s とおけば,Spec A の閉点および生成点上のfibersに対して,Hilbert polynomial が等しいことを示せばよい.


ところで,P^Nのclosed subschemesの base Spec A 上のfamilyとは,

P^N_Aのclosed subscheme のことである

なぜなら,canonical morphism P^N_A → Spec A があるので,

どんなclosed subscheme X ⊂ P^N_A に対しても,morphism X → Spec A が定義できるので,X をSpec A 上のfamilyとみなせる.



定理 3.

A をある代数的閉体上の曲線のnonsingular point でのthe local ring とする.

X ⊂ P^N_A を closed subscheme で morphism X → Spec A が flat なものとする.このとき,Spec A の閉点と生成点でのXのfibersは,同じHilbert polynomialを持つ


(Danilovによる証明がp.107~紹介されている)