可代表层的满射性
我的提问:令$S$为一个基概形,并令$(Sch/S)_{fppf}$为一个大fppf景。令$U$为一个$S$上的概形。假设存在一个满射态射$\Phi_{U}:U\rightarrow U$。那么我们能证明导出的层态射$h_{U}\rightarrow h_{U}$局部满射的?这看起来是错误的。
注意到$h_{U}={\rm{Hom}}(-,U)$是一个可代表层。一个$(Sch/S)_{fppf}$上的层映射$F\rightarrow G$是局部满射的,如果对每个概形$U\in{\rm{Ob}}((Sch/S)_{fppf})$和每个$s\in G(U)$,都存在一个覆盖$\{U_{i}\rightarrow U\}_{i\in I}$,使得对所有$i$,$s|_{U_{i}}$在$F(U_{i})\rightarrow G(U_{i})$的像中。
回答:令$S:={\rm Spec}(k)$为一个域,并且令$U={\rm Spec}(k[t]/t^2)$。
环$k[t]/t^2$是一个$k$-代数,并且存在一个$k$-代数映射$k[t]/t^2\to t$,其将$t$打到$0$,所以我们得到态射$U\to{\rm Spec}(k)$和${\rm Spec}(k)\to U$。
令$a:U\to U$为这两个态射的复合。这是满射的。
现在如果你问题的答案是正确的,则存在一个忠实平坦态射$b:V\to U$和一个元素$\rho\in{\rm Hom}(V,U)$使得$a\circ\rho=b$(将局部满射性用于${\rm Id}_U\in{\rm Hom}(U,U)$)。换句话说,态射$a_V:U\times_U V\to V$有一个截面。然而如果态射$a_V$有一个截面,那么由态射$S={\rm Spec}(k)\to U$的基变换得出的态射$S\times_U V\to V$,也有一个截面。态射$S\times_U V\to V$是一个闭浸入,因此由于它有一个截面,它是一个同构。同构沿着忠实平坦态射下降,所以我们推断出${\rm Spec}(k)\to U$是一个同构,这是错误的。所以这提供了一个反例。
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