MHT 833 2010-2011 T.D.2: MORPHISMES ENTRE ENSEMBLES ALG´
EBRIQUES
AFFINES ET APPLICATIONS RATIONNELLES
Comme toujours, kd´esigne un corps alg´ebriquement clos.
Exercice 1: Soit f:V→Wun morphisme d’ensembles alg´ebriques affines. Montrer que f:V→W
induit un isomorphisme sur un sous-ensemble alg´ebrique f(W)⊂Wsi et seulement si le morphisme
de k-alg`ebres:
− ◦ f:k[W]→k[V]
est surjectif.
Exercice 2: Soit f, g :V→Wdeux morphismes d’ensembles alg´ebriques affines. Montrer que
l’ensemble:
{x∈V|f(x) = g(x)}
est un sous-ensemble alg´ebrique de V.
Exercice 3:
(1) On suppose que kest de caract´eristique p > 0. Montrer que le morphisme de Frobenius
φ:A1
k→A1
k,t7→ tpest un hom´eomorphisme mais pas un isomorphisme.
(2) Dans chacun des cas suivants, montrer que le morphisme φ:A1
k→An
ka pour image un sous-
ensemble alg´ebrique ferm´e irr´eductible Vφ⊂An
k, pour lequel on d´eterminera I(Vφ). Montrer
que φ:A1
k→An
kinduit un hom´eomorphisme φ:A1
k→Vφmais pas un isomorphisme. Montrer
par contre que φ:A1
k→Vφest birationnelle. Donnez l’inverse de φ:A1
k→Vφet son domaine
de d´efinition.
(a) φ:A1
k→A2
k,t7→ (t2, t3);
(b) (D.S. 2007-2008) φ:A1
k→A3
k,t7→ (t2, t2(t2−1), t3).
Exercice 4:
(1) Soit Vun ensemble alg´ebrique affine. Montrer que pour tout f∈k[V], l’ensemble:
D(f) := {x∈V|f(x)6= 0}
est un ensemble alg´ebrique affine, que l’inclusion D(f)֒→Vest un morphisme d’ensembles
alg´ebriques affines correspondant au morphisme de localisation:
k[V]→K[V]f.
GLn(k) est-il un ensemble alg´ebrique affine?
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