Теорема (A) Гильберта служит краеугольным камнем оснований общей теории алгебраических многообразий. Предположим, далее, что k — поле комплексных чисел. Алгебраическое многообразие, по-видимому, естественно определять как подмножество n-мерного координатного пространства, состоящее из общих решений системы алгебраических уравнений f 1 = 0, ..., f h = 0 ( f iIkx). Согласно теореме (А) в равной степени можно рассматривать и бесконечные системы уравнений. Пусть Z( f 1, ..., f h) обозначает множество точек x = (x1, ..., xn), в которых все f i, а значит и каждый многочлен из идеала F = { f 1, ..., f h}, одновременно обращаются в нуль. Любой элемент gI{ f 1, ..., f h} обращается в нуль на Z( f 1, ..., f h), однако обратное в общем случае неверно. Например, x1 обращается в нуль там же, где и x13 тем не менее его нельзя представить в виде x13·q(x1, ..., xn). На языке алгебраической геометрии мы имеем здесь дело с простой плоскостью x1 = 0 и тройной плоскостью, хотя множество точек в обоих случаях одно и то же. Таким образом, на самом деле под алгебраическим многообразием мы понимаем полиномиальный идеал, а не множество его нулей. Но, хотя мы и не можем надеяться, что каждый многочлен g, равный тождественно нулю на множестве Z( f 1, ..., f h) = Z(F), будет принадлежать идеалу F = { f 1, ..., f h}, мы можем рассчитывать, что по крайней мере некоторая его степень войдет в F. «Nullstellensatz» 2 Гильберта утверждает, что так и будет если только k есть поле комплексных чисел. В случае произвольного поля коэффициентов k надо ещё потребовать, чтобы координаты рассматриваемых точек x принадлежали полю k или его некоторому алгебраическому расширению. Очевидно, что Nullstellensatz относится к основам самого понятия алгебраического многообразия 3.
алгебраических многообразий
k
n
f
f h
f i
kx
Z
f
f h
x
x
xn
f i
f
f h
g
f
f h