Für r = 1 genügt es beliebige Repräsentanten a (1)1 , . . . , a (1)n der Elementea 1 , . . . , a n ∈ k <strong>in</strong> R zu wählen. Sei also r ≥ 2. Wir setzen a (r+1)i := a (r)i + ɛ imit noch zu bestimmenden ɛ i ∈ m r . Dann istf i (a (r+1)1 , . . . , a (r+1) ) ≡nf i (a (r)1 , . . . , a (r)n ) +n∑j=1∂f i∂x j(a 1 , . . . , a n ) · ɛ j (mod m r+1 ).Um die Bed<strong>in</strong>gung (2) zu erfüllen haben wir ɛ 1 , . . . , ɛ n so zu bestimmen, daß⎛⎜⎝f 1 (a (r)1 , . . . , a (r)n ).f n (a (r)1 , . . . , a (r)n )⎞⎟⎠ +⎛( ) ∂fi⎜(a 1 , . . . , a n ) · ⎝∂x j⎞ɛ 1⎟. ⎠ ≡ 0 (mod m r+1 ).ɛ nDie Voraussetzung (ii) besagt nun, daß die Determ<strong>in</strong>ate der Matrix( ) ∂fi(a 1 , . . . , a n )∂x je<strong>in</strong>e E<strong>in</strong>heit <strong>in</strong> R ist. Daher gibt es e<strong>in</strong>e dazu <strong>in</strong>verse Matrix B = (b ij ) mitE<strong>in</strong>trägen aus R und man kannɛ i := −n∑j=1b ij · f j (a (r)1 , . . . , a (r)n )setzen. Es ist dann ɛ i ∈ m r , weil die f j (a (r)1 , . . . , a (r)n ) <strong>nach</strong> Induktionsvoraussetzung(2) <strong>in</strong> m r liegen. Daher gilt auch (3) und wieder <strong>in</strong>duktiv schließlichauch (1).Der Satz ist anwendbar auf die Varietät W k ′ , weil Satz 3 besagt, daß derRang der Matrix⎛ ⎞df νJ = ⎝ dg ν⎠dh νν=1,...,mim Punkt (C ′ , P 1, ′ . . . , P m) ′ gleich 3m ist. Es gibt also homogene (sogar l<strong>in</strong>eare)Polynome p 1 , . . . , p N−1−m aus dem Koord<strong>in</strong>atenr<strong>in</strong>g <strong>von</strong> Π ′ k derart, daßf ν , g ν , h ν , p 1 , . . . , p N−1−m , ν = 1, . . . , m, die Voraussetzungen des Satzes imPunkt (C ′ , P 1, ′ . . . , P m) ′ erfüllen.Der Satz garantiert dann die Existenz e<strong>in</strong>es Punktes (C ′ , Q ′ 1, . . . , Q ′ m) ∈W R ′ der <strong>nach</strong> (C′ , P 1, ′ . . . , P m) ′ spezialisiert. C ′ ist also e<strong>in</strong>e aff<strong>in</strong>e Kurve über31
R vom Grad d, die die Gleichungen (3) erfüllt, d.h. Q ′ 1, . . . , Q ′ m s<strong>in</strong>d s<strong>in</strong>gulärePunkte <strong>von</strong> C ′ . Die Q ′ i s<strong>in</strong>d paarweise verschieden, weil sie modulo mpaarweise verschieden s<strong>in</strong>d.Die abgeschlossene Faser C ′ ×Spec(k) <strong>von</strong> C ′ ist die Kurve C ′ . Die PunkteP i ′ = Q ′ i ×Spec(k) s<strong>in</strong>d also Knoten. Die generische Faser C ′ K = C′ ×Spec(K)ist aber auch e<strong>in</strong>e m-fache Knotenkurve. Ist nämlich o. E. P ′ = (0, 0) e<strong>in</strong>Knoten <strong>von</strong> C ′ , so hat die C ′ def<strong>in</strong>ierende Gleichung f ∈ k[x, y] die Formf = f 2 + · · · + f r , f i homogen vom Grad i,und f 2 = l 1 l 2 ist das Produkt zweier teilerfremder L<strong>in</strong>earformen. Sei o. E.Q ′ = (0, 0) ∈ A 2 R der über P ′ liegende Punkt. Dann hat die C ′ def<strong>in</strong>ierendeGleichung φ ∈ R[x, y] die Formφ = φ 2 + · · · + φ r , deg φ i = i, f i = ¯φ i := φ i (mod m),weil Q ′ e<strong>in</strong> s<strong>in</strong>gulärer Punkt ist. Das gewöhnliche Henselsche Lemma sichertnun die Existenz <strong>von</strong> L<strong>in</strong>earformen λ 1 , λ 2 ∈ R[x, y] mitφ 2 = λ 1 λ 2 und ¯λi = l i , i = 1, 2.Die λ i s<strong>in</strong>d teilerfremd, weil sie es modulo m s<strong>in</strong>d, und mit der Bemerkung<strong>nach</strong> Lemma 6 bedeutet das, daß Q ′ e<strong>in</strong> Knoten <strong>von</strong> C ′ K ist.Daher s<strong>in</strong>d die Punkte Q ′ i Knoten <strong>von</strong> C ′ und die beiden Fasern habendieselbe Anzahl m <strong>von</strong> Knoten als e<strong>in</strong>zige S<strong>in</strong>gularitäten.Es sei nun C der projektive Abschluß <strong>von</strong> C ′ <strong>in</strong> PR 2 . Dann ist C e<strong>in</strong>e ebeneprojektive Kurve vom Grad d über R. Die abgeschlossene und generischeFaser <strong>von</strong> C haben denselben Grad (also auch dasselbe arithmetische Geschlecht)und dieselbe S<strong>in</strong>gularitätszahl (Im Unendlichen ist C nicht-s<strong>in</strong>gulär,weil C ′ es ist.) und daher aufgrund der Formel (5) auch dasselbe geometrischeGeschlecht.4.2 Der allgeme<strong>in</strong>e Fall: Beweis des HauptsatzesWir wollen uns jetzt nicht mehr auf ebene <strong>Kurven</strong> beschränken und schließlichdas e<strong>in</strong>gangs gestellte Hochhebeproblem lösen. Sei also C 0 e<strong>in</strong>e irreduzible,nicht-s<strong>in</strong>guläre, projektive Kurve über k vom Geschlecht g. Wir zeigen:Satz 6. Es gibt e<strong>in</strong>e irreduzible, glatte Kurve C 0 über R derart, daß dieFasern <strong>von</strong> C 0 irreduzible, nicht-s<strong>in</strong>guläre <strong>Kurven</strong> vom Geschlecht g s<strong>in</strong>d unddie abgeschlossene Faser (C 0 ) k isomorph zu C 0 ist.32