In der algebraischen Geometrie gibt die Hilbert-Funktion Informationen über die Anzahl der Hyperflächen zu einem gegebenen Grad. Für hinreichend große Argumente stimmt sie mit einem als Hilbert-Polynom bezeichneten Polynom überein.
Sei
X
⊂
P
n
{\displaystyle X\subset P^{n}}
eine projektive Varietät mit Verschwindungsideal
I
(
X
)
⊂
K
[
Z
0
,
…
,
Z
n
]
{\displaystyle I(X)\subset K\left[Z_{0},\ldots ,Z_{n}\right]}
.
Für
d
≥
1
{\displaystyle d\geq 1}
sei
I
(
X
)
d
=
I
(
X
)
∩
K
[
Z
0
,
…
,
Z
n
]
d
{\displaystyle I(X)_{d}=I(X)\cap K\left[Z_{0},\ldots ,Z_{n}\right]_{d}}
der homogene Anteil vom Grad
d
{\displaystyle d}
.
Der Koordinatenring
S
(
X
)
{\displaystyle S(X)}
ist dann ein graduierter Ring
S
(
X
)
=
⨁
d
≥
0
S
(
X
)
d
{\displaystyle S(X)=\bigoplus _{d\geq 0}S(X)_{d}}
mit
S
(
X
)
d
=
K
[
Z
0
,
…
,
Z
n
]
d
/
I
(
X
)
d
{\displaystyle S(X)_{d}=K\left[Z_{0},\ldots ,Z_{n}\right]_{d}/I(X)_{d}}
.
Die Dimension von
I
(
X
)
d
{\displaystyle I(X)_{d}}
gibt die Anzahl der unabhängigen,
X
{\displaystyle X}
enthaltenden Hyperflächen vom Grad
d
{\displaystyle d}
. Die Hilbert-Funktion
h
X
{\displaystyle h_{X}}
ist definiert durch
h
X
(
d
)
=
dim
S
(
X
)
d
{\displaystyle h_{X}(d)=\dim S(X)_{d}}
,
sie gibt also die Kodimension von
I
(
X
)
d
{\displaystyle I(X)_{d}}
.
Sei
X
=
{
[
1
:
0
:
0
]
,
[
0
:
1
:
0
]
,
[
0
:
0
:
1
]
}
⊂
P
2
{\displaystyle X=\left\{\left[1\colon 0\colon 0\right],\left[0\colon 1\colon 0\right],\left[0\colon 0\colon 1\right]\right\}\subset P^{2}}
. Dann ist
h
X
(
d
)
=
3
{\displaystyle h_{X}(d)=3}
für alle
d
≥
1
{\displaystyle d\geq 1}
.
Sei
X
=
{
[
1
:
0
:
0
]
,
[
0
:
1
:
0
]
,
[
1
:
1
:
0
]
}
⊂
P
2
{\displaystyle X=\left\{\left[1\colon 0\colon 0\right],\left[0\colon 1\colon 0\right],\left[1\colon 1\colon 0\right]\right\}\subset P^{2}}
. Dann ist
h
X
(
1
)
=
2
{\displaystyle h_{X}(1)=2}
und
h
X
(
d
)
=
3
{\displaystyle h_{X}(d)=3}
für alle
d
≥
2
{\displaystyle d\geq 2}
.
Sei
X
⊂
P
n
{\displaystyle X\subset P^{n}}
eine aus
m
{\displaystyle m}
Punkten bestehende Menge. Dann ist
h
X
(
d
)
=
m
{\displaystyle h_{X}(d)=m}
für
d
≥
m
−
1
{\displaystyle d\geq m-1}
.
Sei
X
⊂
P
2
{\displaystyle X\subset P^{2}}
eine durch ein homogenes Polynom vom Grad
k
{\displaystyle k}
gegebene Kurve . Dann ist
h
X
(
d
)
=
d
⋅
k
−
1
2
k
(
k
−
3
)
{\displaystyle h_{X}(d)=d\cdot k-{\frac {1}{2}}k(k-3)}
für
d
≥
k
{\displaystyle d\geq k}
.
D. Eisenbud : Commutative algebra. With a view toward algebraic geometry , Graduate Texts in Mathematics 150, Springer-Verlag New York, ISBN 0-387-94268-8