Brasil
| Artigo de Evento
Curvas algébricas planas
Autor
Cruz, Joana Darc Antonia Santos da
Cordeiro, Raphael Pereira
Alves, Aretha Fontes
Institución
Resumen
- Estudamos inicialmente curvas algébricas planas, isto é, o lugar geométrico dos pontos cujas coordenadas cartesianas satisfazem uma equação do
tipo f(x,y)=0, onde f é um polinômio não constante. Uma das questões abordadas foi analisar se a equação f=0 de uma curva está bem determinada.
A partir de tal questão viu-se a necessidade de definir curvas de uma maneira mais cuidadosa:
Uma curva algébrica plana afim é uma classe de equivalência de polinômios não constantes f(X,Y) com coeficientes num corpo K, módulo a relação
que identifica dois tais polinômios se um é múltiplo do outro por alguma constante não nula.
Um dos nossos objetivos foi determinar o conjunto das soluções de um sistema de duas equações em duas variáveis. Na linguagem geométrica, o
resultado inicialmente estudado foi o seguinte:
A interseção de duas curvas algébricas planas sem componentes irredutíveis em comum é finita.
Dada uma curva f e um ponto P de f provamos que existe um inteiro m=m_P(f) positivo tal que toda reta passando por P intercepta a curva f em pelo
menos m pontos e que existem no máximo m retas e no mínimo uma reta interceptando f em mais que m pontos. Tal número m é a multiplicidade de
interseção de f em P. Convencionamos que se P não pertence a curva então sua multiplicidade de interseção é 0. Dizemos que um ponto P de uma
curva f é liso, simples ou não singular se m_P(f)=1 . Caso contrário dizemos que P é um ponto singular. Vimos que o conjunto dos pontos singulares
de uma curva f é finito. Ainda na busca de nosso objetivo tivemos que começar a trabalhar com o plano projetivo. Observando que duas retas
paralelas não se intersectam a “distância finita”, bem como a hipérbole de equação xy=1 não intersecta os eixos coordenados vê-se a necessidade
de trabalhar em um ambiente no qual os pontos que estão “faltando” apareçam. O ambiente que precisamos é o plano projetivo:
O Plano projetivo é o conjunto das retas no espaço tridimensional passando pela origem.
Passamos a trabalhar com as curvas planas projetivas, a saber:
Uma curva plana projetiva é uma classe de equivalência de polinômios homogêneos (todos os monômios têm o mesmo grau) não constantes,
F(X,Y,Z) no anel dos polinômios nas variáveis X, Y e Z com coeficientes em K, módulo a relação que identifica dois tais polinômios F, G, se um for
múltiplo constante do outro.
As curvas algébricas planas, inicialmente estudadas, podem ser consideradas como a parte que se acha a “distância finita” de uma curva projetiva.
Além disso, vimos como estender os conceitos estudados no caso de curvas planas afins, como por exemplo a multiplicidade de interseção, para
curvas projetivas, assim como os conceitos de ponto singulares e não singulares. Estudamos a relação entre curvas planas afins e curvas planas
projetivas. No plano projetivo podemos então caracterizar totalmente a interseção de duas curvas por meio do Teorema de Bézout:
Se F, G são duas curvas planas projetivas sem componentes irredutíveis em comum, de grau m e n, então o número de pontos na interseção de F
com G , contados com multiplicidade, é igual a mn.
Na prova deste teorema usamos essencialmente a resultante de dois polinômios. Por esta razão dedicamos boa parte de nosso tempo estudando as
propriedades da resultante de dois polinômios. A resultante é calculada levando a partir do determinante de uma matriz que leva em consideração os
coeficientes dos polinômios e os seus graus. Sob certas condições podemos afirmar que: dois polinômios têm fator irredutível em comum se e
somente se a resultante de tais polinômios se anula.
Além disso, sob certas condições podemos provar que o grau da resultante de dois polinômios é o produto do grau de tais polinômios. Como se
percebe no enunciado do Teorema de Bézout é necessário sabermos calcular as multiplicidade de interseção de duas curvas. A parte final de nosso
trabalho foi por esta razão dedicada ao estudo das propriedades do índice de interseção. Nesta etapa estudamos o índice de interseção de duas
formas distintas.