(Translated by https://www.hiragana.jp/)
Αντιμεταθετικός δακτύλιος - Βικιπαίδεια Μετάβαση σしぐまτたうοおみくろん περιεχόμενο

Αντιμεταθετικός δακτύλιος

Από τたうηいーた Βικιπαίδεια, τたうηいーたνにゅー ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια

Σしぐまτたうηいーた θεωρία δακτυλίων (ένας από τους κλάδους της αφηρημένης άλγεβρας) ένας αντιμεταθετικός δακτύλιος είναι ένας δακτύλιος γがんまιいおたαあるふぁ τたうοおみくろんνにゅー οποίο ηいーた λειτουργία τたうοおみくろんυうぷしろん πολλαπλασιασμού είναι αντιμεταθετική. Ηいーた μελέτη τたうοおみくろんυうぷしろん αντιμεταθετικού δακτυλίου ονομάζεται αντιμεταθετική άλγεβρα.

Κάποια συγκεκριμένα είδη αντιμεταθετικών δακτυλίων δίνονται σしぐまτたうηいーたνにゅー παρακάτω αλυσίδα υποσυνόλων:

αντιμεταθετικός δακτύλιος ⊃ ακέραια περιοχή ⊃ ολοκληρωτικά κλειστή περιοχή ⊃ πεδίο ΜみゅーΚかっぱΔでるた ⊃ περιοχή μοναδικής παραγοντοποίησης ⊃ κύριο ιδεώδες ⊃ Ευκλείδεια περιοχή ⊃ σώμα ⊃ πεπερασμένα σώματα

Ορισμός κかっぱαあるふぁιいおた εισαγωγικά παραδείγματα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ένας δακτύλιος είναι ένα σύνολο R εφοδιασμένο μみゅーεいぷしろん δύο δυαδικές πράξεις, δηλαδή πράξεις πぱいοおみくろんυうぷしろん συνδυάζουν δύο οποιαδήποτε στοιχεία τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου μみゅーεいぷしろん ένα τρίτο. Ονομάζονται πρόσθεση κかっぱαあるふぁιいおた πολλαπλασιασμός κかっぱαあるふぁιいおた συνήθως συμβολίζονται μみゅーεいぷしろん ''+'' κかっぱαあるふぁιいおた ''•''. πぱい.χかい. αあるふぁ+βべーた κかっぱαあるふぁιいおた αあるふぁβべーた. Γがんまιいおたαあるふぁ τたうοおみくろん σχηματισμό τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου αυτές οおみくろんιいおた δύο πράξεις πρέπει νにゅーαあるふぁ ικανοποιούν κάποιες από προϋποθέσεις: οおみくろん δακτύλιος πρέπει νにゅーαあるふぁ είναι μία αβελιανή ομάδα μみゅーεいぷしろん πράξη τたうηいーた συνήθη πρόσθεση κかっぱαあるふぁιいおた ταυτόχρονα ένα μονοειδές μみゅーεいぷしろん πράξη τたうοおみくろんνにゅー πολλαπλασιασμό. Γがんまιいおたαあるふぁ τたうοおみくろんνにゅー πολλαπλασιασμό ισχύει ηいーた επιμεριστική ιδιότητα δでるたηいーたλらむだ. a ⋅ (b + c) = (a ⋅ b) + (a ⋅ c). Τたうαあるふぁ ταυτοτητικά στοιχεία γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー πρόσθεση κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろんνにゅー πολλαπλασιασμό συμβολίζονται μみゅーεいぷしろん 0 και 1 αντίστοιχα.

Αあるふぁνにゅー οおみくろん πολλαπλασιασμός είναι αντιμεταθετικός, δηλαδή:

a ⋅ b = b ⋅ a,

τότε οおみくろん δακτύλιος R ονομάζεται αντιμεταθετικός. Γがんまιいおたαあるふぁ τたうοおみくろん υπόλοιπο τたうοおみくろんυうぷしろん άρθρου θしーたαあるふぁ θεωρούμε όλους τους δακτυλίους αντιμεταθετικούς, εκτός αあるふぁνにゅー αναφέρεται ρητά κάτι διαφορετικό.

Εισαγωγικά παραδείγματα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ένα σημαντικό παράδειγμα, κかっぱαあるふぁιいおた κατά μία έννοια κρίσιμο, είναι οおみくろん δακτύλιος τたうωおめがνにゅー ακεραίων Ζぜーた μみゅーεいぷしろん τις δύο πράξεις: της πρόσθεσης κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろんυうぷしろん πολλαπλασιασμού. Εφόσον οおみくろん πολλαπλασιασμός τたうωおめがνにゅー ακεραίων είναι αντιμεταθετική πράξη, συνεπώς οおみくろん δακτύλιος τたうωおめがνにゅー ακεραίων είναι αντιμεταθετικός. Συνήθως συμβολίζεται μみゅーεいぷしろん Ζぜーた ως συντομογραφία της Γερμανικής λέξης Zahlen  (αριθμοί)

Ένα σώμα είναι ένας αντιμεταθετικός δακτύλιος όταν όλα τたうαあるふぁ μみゅーηいーた-μηδενικά στοιχεία τたうοおみくろんυうぷしろん a είναι αντιστρέψιμα, δでるたηいーたλらむだ. αあるふぁνにゅー τたうοおみくろん στοιχείο a έχει έναν αντίστροφο b έτσι ώστε a ⋅ b = 1. Επομένως, εいぷしろんξくしー ορισμού κάθε πεδίο είναι ένας αντιμεταθετικός δακτύλιος. Οおみくろんιいおた ρητοί, οおみくろんιいおた πραγματικοί κかっぱαあるふぁιいおた οおみくろんιいおた μιγαδικοί αριθμοί διαμορφώνουν πεδία.

Οおみくろん δακτύλιος τたうωおめがνにゅー 2x2 πινάκων δでるたεいぷしろんνにゅー είναι αντιμεταθετικός, εφόσον οおみくろん πολλαπλασιασμός πινάκων δでるたεいぷしろんνにゅー είναι αντιμεταθετικός όπως καταλαβαίνουμε από τたうαあるふぁ παρακάτω παραδείγματα:

Ωστόσο, οおみくろんιいおた διαγωνοποιήσιμοι πίνακες πぱいοおみくろんυうぷしろん μπορούν νにゅーαあるふぁ διαγωνοποιηθούν μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろんνにゅー ίδιο μετασχηματισμό ομοιότητας αποτελούν ένα ανιμεταθετικό δακτύλιο. Ένα παράδειγμα είναι τたうοおみくろん σύνολο τたうωおめがνにゅー πινάκων τたうωおめがνにゅー διαιρούμενων διαφορών πぱいοおみくろんυうぷしろん συνδέονται μみゅーεいぷしろん ένα σταθερό σύνολο κόμβων .

Έστω R ένας αντιμεταθετικός δακτύλιος, τότε τたうοおみくろん σύνολο τたうωおめがνにゅー πολυωνύμων μみゅーεいぷしろん μεταβλητής X τたうοおみくろんυうぷしろん οποίου οおみくろんιいおた συντελεστές ανήκουν σしぐまτたうοおみくろん R αποτελούν τους πολυωνυμικούς δακτυλίους οおみくろんιいおた οποίοι συμβολίζονται μみゅーεいぷしろん R[X]. Τたうοおみくろん ίδιο ισχύει γがんまιいおたαあるふぁ διάφορες μεταβλητές.

Αあるふぁνにゅー οおみくろん V είναι ένας τοπολογικός χώρος, γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα ένα υποσύνολο τたうοおみくろんυうぷしろん Rn ,πραγματικών - ή μιγαδικών- συνεχών συναρτήσεων τたうοおみくろんυうぷしろん V αποτελούν έναν αντιμεταθετικό δακτύλιο. Τたうοおみくろん ίδιο ισχύει γがんまιいおたαあるふぁ διαφορίσιμες ή ολόμορφες συναρτήσεις, όταν οおみくろんιいおた δύο αυτές έννοιες ορίζονται, όπως γがんまιいおたαあるふぁ τたうοおみくろんνにゅー V ηいーた μιγαδική πολλαπλότητα.

Ιδεώδη κかっぱαあるふぁιいおた φάσμα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Σしぐまτたうαあるふぁ ακόλουθα, τたうοおみくろん R δηλώνει έναν αντιμεταθετικό δακτύλιο.

Σしぐまεいぷしろん αντίθεση μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろん σώμα, όπου κάθε μみゅーηいーた μηδενικό στοιχείο είναι αντιστρέψιμο, ηいーた θεωρία τたうωおめがνにゅー δακτυλίων είναι πぱいιいおたοおみくろん περίπλοκη. Υπάρχουν πολλές θεωρίες γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー αντιμετώπιση αυτής της κατάστασης. Κかっぱαあるふぁτたう 'αρχήν, ένα στοιχείο a τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου R λέγεται μονάδα, αあるふぁνにゅー έχει αντίστροφο. Ένας άλλο ιδιαίτερο στοιχείο είναι οおみくろん διαιρέτης τたうοおみくろんυうぷしろん μηδενός, δηλαδή ένα μみゅーηいーた μηδενικό στοιχείο αあるふぁ λέγεται διαιρέτης τたうοおみくろんυうぷしろん μηδενός αあるふぁνにゅー υπάρχει ένα άλλο μみゅーηいーた-μηδενικό στοιχείο b τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου τέτοιο ώστε ab = 0. Αあるふぁνにゅー τたうοおみくろん R δでるたεいぷしろんνにゅー έχει κανέναν διαιρέτη τたうοおみくろんυうぷしろん μηδενός, ονομάζεται ακέραια περιοχή αφού μοιάζει μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろん σύνολο τたうωおめがνにゅー ακεραίων μみゅーεいぷしろん κάποιο τρόπο.

Πολλές από τις παρακάτω έννοιες υπάρχουν επίσης όχι απαραίτητα γがんまιいおたαあるふぁ αντιμεταθετικούς δακτυλίους, αλλά οおみくろんιいおた ορισμοί κかっぱαあるふぁιいおた οおみくろんιいおた ιδιότητές τους είναι συνήθως πぱいιいおたοおみくろん περίπλοκες. Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, όλα τたうαあるふぁ ιδεώδη ενός αντιμεταθετικού δακτυλίου είναι αυτόματα διπλής όψης, γεγονός τたうοおみくろん οποίο απλοποιεί πολύ τたうηいーたνにゅー κατάσταση.

Ιδεώδη κかっぱαあるふぁιいおた παράγοντας δακτύλιος

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύρια άρθρα: Ιδεώδη κかっぱαあるふぁιいおた Παράγοντας δακτύλιος

Ηいーた εσωτερική δομή ενός αντιμεταθετικού δακτυλίου προσδιορίζεται λαμβάνοντας υπόψη τたうαあるふぁ ιδεώδη τたうοおみくろんυうぷしろん, δηλαδή τたうαあるふぁ μみゅーηいーた κενά υποσύνολα πぱいοおみくろんυうぷしろん είναι κλειστά ως προς τたうοおみくろんνにゅー πολλαπλασιασμό γがんまιいおたαあるふぁ κάθε στοιχείο τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου κかっぱαあるふぁιいおた επιπλέον: γがんまιいおたαあるふぁ όλα τたうαあるふぁ r σしぐまτたうοおみくろん R, i κかっぱαあるふぁιいおた j σしぐまτたうοおみくろん Ιいおた, τたうαあるふぁ ri κかっぱαあるふぁιいおた i + j είναι αναγκαστικά μέσα σしぐまτたうοおみくろん I. Γがんまιいおたαあるふぁ οποιοδήποτε υποσύνολο F = {FJ} j ∈ J τたうοおみくろんυうぷしろん R (όπου J είναι κάποιο σύνολο δείκτης), τたうοおみくろん ιδεώδες πぱいοおみくろんυうぷしろん παράγεται από τたうοおみくろん F είναι τたうοおみくろん μικρότερο ιδεώδες πぱいοおみくろんυうぷしろん περιέχει τたうοおみくろん F. Ισοδύναμα, δίνεται από τたうοおみくろんνにゅー πεπερασμένο γραμμικό συνδυασμό ότι:

r1f1 + r2f2 + ... + rnfn.

Ένα ιδεώδες πぱいοおみくろんυうぷしろん παράγεται από ένα στοιχείο λέγεται κύριο ιδεώδες. Ένας δακτύλιος τたうοおみくろんυうぷしろん οποίου τたうαあるふぁ ιδεώδη είναι  κύρια ονομάζεται δακτύλιος κυρίων ιδεωδών, δύο σημαντικές περιπτώσεις είναι τたうαあるふぁ : Z και k[X], οおみくろん πολυωνυμικός δακτύλιος πάνω από τたうοおみくろん ένα σώμα k. Κάθε δακτύλιος R έχει δύο ιδεώδη, τたうοおみくろん μηδενικό ιδεώδες {0} κかっぱαあるふぁιいおた τたうοおみくろん R, δηλαδή ολόκληρο τたうοおみくろんνにゅー δακτύλιο. Ένα ιδεώδες λέγεται ελάχιστο,όταν είναι αυστηρά μικρότερο από όλο τたうοおみくろんνにゅー δακτύλιο. Ένα ιδεώδες πぱいοおみくろんυうぷしろん δでるたεいぷしろんνにゅー περιέχεται αυστηρά σしぐまεいぷしろん οποιοδήποτε άλλο ιδεώδες ονομάζεται μέγιστο. Ένα ιδεώδες m είναι μέγιστο αあるふぁνにゅー κかっぱαあるふぁιいおた μόνο αあるふぁνにゅー τたうοおみくろん R / m νにゅーαあるふぁ είναι ένα σώμα. Εκτός από τたうοおみくろんνにゅー μηδενικό δακτύλιο, οποιοσδήποτε δακτύλιος (μみゅーεいぷしろん ταυτότητα) διαθέτει τουλάχιστον ένα μέγιστο ιδεώδες, αυτό προκύπτει από τたうοおみくろん λήμμα τたうοおみくろんυうぷしろん Zorn.

Οおみくろん ορισμός τたうωおめがνにゅー ιδεωδών είναι τέτοιος πぱいοおみくろんυうぷしろん ηいーた "διαίρεση" -"έξαγωγή" τους, δίνει έναν άλλο δακτύλιο, οおみくろん παράγων δακτύλιος R / I: είναι τたうοおみくろん σύνολο τたうωおめがνにゅー παραγόντων τたうοおみくろんυうぷしろん Ιいおた μαζί μみゅーεいぷしろん τις λειτουργίες τたうοおみくろんυうぷしろん.

(a + I) + (b + I) = (a + b) + I κかっぱαあるふぁιいおた (a + I)(b + I) = ab + I.

Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, οおみくろん δακτύλιος Z/nZ (επίσης συμβολίζεται Zn), όπου n είναι ένας ακέραιος αριθμός, είναι οおみくろん δακτύλιος τたうωおめがνにゅー ακεραίων modulo n. Είναι ηいーた βάση της modular αριθμητικής.

Τοπικές προσαρμογές

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κύριο άρθρο: Εντοπισμός ενός δακτυλίου

Οおみくろん εντοπισμός ενός δακτυλίου είναι οおみくろん αντίστοιχος παράγων δακτύλιος, εφόσον αあるふぁνにゅー σしぐまεいぷしろん ένα παράγοντα δακτύλιο R / I  ορισμένα στοιχεία (δηλαδή τたうωおめがνにゅー στοιχείων τたうοおみくろんυうぷしろん Ιいおた) γίνουν μηδέν, ορισμένα στοιχεία έχουν αντίστροφο, δηλαδή τたうαあるふぁ αντίστροφα στοιχεία προστίθενται σしぐまτたうοおみくろんνにゅー δακτύλιο. Συγκεκριμένα, αあるふぁνにゅー S είναι ένα κλειστό πολλαπλασιαστικό υποσύνολο του R (δηλαδή όταν st ∈ S τότε είναι κかっぱαあるふぁιいおた st∈S ), τότε οおみくろん εντοπισμός του R σしぐまεいぷしろん S, ή οおみくろん δακτύλιος τたうωおめがνにゅー κλάσεων μみゅーεいぷしろん παρονομαστές σしぐまτたうοおみくろん S, πぱいοおみくろんυうぷしろん συνήθως συμβολίζεται μみゅーεいぷしろん

S-1R αποτελείται από σύμβολα:

 μみゅーεいぷしろん r ∈ Rs ∈ S

υπόκεινται σしぐまεいぷしろん ορισμένους κανόνες πぱいοおみくろんυうぷしろん μιμούνται τたうηいーたνにゅー διαγραφή πぱいοおみくろんυうぷしろん είναι γνωστή από ρητούς αριθμούς. Πράγματι, σしぐまεいぷしろん αυτή τたうηいーた γλώσσα, τたうοおみくろん Q είναι οおみくろん εντοπισμός τたうοおみくろんυうぷしろん Z γがんまιいおたαあるふぁ όλους τους μみゅーηいーた μηδενικούς ακεραίους. Αυτή ηいーた δομή ισχύει γがんまιいおたαあるふぁ κάθε ακεραία περιοχή R του Z. Οおみくろん εντοπισμός (R \ {0})−1R ονομάζεται τたうοおみくろん πηλίκο τομέα του R. Αあるふぁνにゅー S αποτελείται από τις δυνάμεις ενός σταθερού στοιχείου f, οおみくろん αντίστοιχος εντοπισμός γράφεται Rf.

Πρώτα ιδεώδη κかっぱαあるふぁιいおた φάσμα

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ένας ιδιαίτερα σημαντικός τύπος ιδεωδών είναι τたうοおみくろん πρώτο ιδεώδες, τたうοおみくろん οποίο συχνά συμβολίζεται μみゅーεいぷしろん p. Αυτή ηいーた ιδέα προέκυψε όταν οおみくろんιいおた ερευνητές της άλγεβρας (τたうοおみくろんνにゅー 19οおみくろん αιώνα) συνειδητοποίησε ότι, σしぐまεいぷしろん αντίθεση μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろん Z, σしぐまεいぷしろん πολλούς δακτυλίους δでるたεいぷしろんνにゅー υπάρχει μοναδική ανάλυση σしぐまεいぷしろん γινόμενο πρώτων παραγόντων. (Δακτύλιος οおみくろん οποίος έχει τたうηいーたνにゅー ιδιότητα τたうηいーたνにゅー μοναδικής ανάλυσης σしぐまεいぷしろん γινόμενο πρώτων παραγόντων ονομάζεται περιοχή μοναδικής παραγοντοποίησης.) Εいぷしろんξくしー ορισμού, ένα πρώτο ιδεώδες είναι είναι κύριο ιδεώδες όταν : αあるふぁνにゅー τたうοおみくろん γινόμενο ab  μみゅーεいぷしろん οποίαδήποτε στοιχεία a κかっぱαあるふぁιいおた b τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου ανήκει στο p, τότε τουλάχιστον ένα από τたうαあるふぁ δύο στοιχεία ανήκει επίσης σしぐまτたうοおみくろん p. (Τたうοおみくろん αντίθετο συμπέρασμα ισχύει γがんまιいおたαあるふぁ οποιοδήποτε ιδεώδες, εいぷしろんξくしー ορισμού). Αντίστοιχα, οおみくろん παράγων δακτύλιος R / p είναι ακεραία περιοχή. Ένας ακόμη τρόπος γがんまιいおたαあるふぁ νにゅーαあるふぁ εκφράσουμε τたうηいーたνにゅー ίδια περίπτωση, είναι νにゅーαあるふぁ πούμε ότι τたうοおみくろん συμπλήρωμα R \ p είναι κλειστό ως προς τたうηいーたνにゅー πράξη τたうοおみくろんυうぷしろん πολλαπλασιασμού. Ηいーた τοπική προσαρμογή (R \ p)−1R είναι αρκετά σημαντιή γがんまιいおたαあるふぁ νにゅーαあるふぁ έχει τたうοおみくろん δικό της συμβολισμό: Rp. Αυτός οおみくろん δακτύλιος έχει μόνο ένα μέγιστο ιδεώδες, τたうοおみくろん pRp. Τέτοιοι δακτύλιοι ονομάζονται τοπικοί.

Από τたうαあるふぁ παραπάνω, κάθε μέγιστο ιδεώδες είναι κかっぱαあるふぁιいおた πρώτο. Ηいーた απόδειξη ότι ένα ιδεώδες είναι πρώτο, ή ισοδύναμα ένας δακτύλιος έχει μみゅーηいーた μηδενικούς διαιρέτες μπορεί νにゅーαあるふぁ είναι πολύ δύσκολη.

Τたうαあるふぁ πρώτα ιδεώδη είναι τたうοおみくろん βασικό βήμα γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー γεωμετρική ερμηνεία τたうωおめがνにゅー δακτυλίων, μέσω τたうοおみくろんυうぷしろん φάσματος ενός δακτυλίου Spec R: αυτός είναι τたうοおみくろん σύνολο όλων τたうωおめがνにゅー πρώτων ιδεωδών τたうοおみくろんυうぷしろん R. Όπως σημειώνεται παραπάνω, υπάρχει ένα τουλάχιστον πρώτο ιδεώδες, επομένως τたうοおみくろん φάσμα είναι μみゅーηいーた-κενό. Αあるふぁνにゅー R είναι ένα σώμα, τたうοおみくろん μόνο πρώτο ιδεώδες είναι τたうοおみくろん μηδενικό ιδεώδες, επομένως τたうοおみくろん φάσμα είναι μόνο ένα σημείο. Τたうοおみくろん φάσμα τたうοおみくろんυうぷしろん Z, ωστόσο, περιέχει ένα σημείο γがんまιいおたαあるふぁ τたうοおみくろん μηδενικό ιδεώδες, κかっぱαあるふぁιいおた ένα σημείο γがんまιいおたαあるふぁ κάθε πρώτο αριθμό p (οおみくろん οποίος παράγει τたうοおみくろん πρώτο ιδεώδες pZ). Τたうοおみくろん φάσμα είναι προικισμένο μみゅーεいぷしろん μみゅーιいおたαあるふぁ τοπολογία πぱいοおみくろんυうぷしろん ονομάζεται τοπολογία Zariski  , ηいーた οποία καθορίζεται από τたうαあるふぁ συγκεκριμένα υποσύνολα D(f) = {p ∈ Spec Rf ∉ p}, όπου f είναι οποιαδήποτε στοιχείο τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου, ανοιχτό. Αυτή ηいーた τοπολογία τείνει νにゅーαあるふぁ είναι διαφορετική από αυτές πぱいοおみくろんυうぷしろん συναντούμε σしぐまτたうηいーたνにゅー ανάλυση ή σしぐまτたうηいーた διαφορική γεωμετρία, γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, γενικά, θしーたαあるふぁ είναι σημεία πぱいοおみくろんυうぷしろん δでるたεいぷしろんνにゅー είναι κλειστά. Τたうοおみくろん κλείσιμο του σημείου πぱいοおみくろんυうぷしろん αντιστοιχεί σしぐまτたうοおみくろん μηδέν ιδεώδες 0 ⊂ Z, γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, είναι όλο τたうοおみくろん φάσμα τたうοおみくろんυうぷしろん Z.

Ηいーた έννοια τたうοおみくろんυうぷしろん φάσματος είναι ηいーた κοινή βάση της αντιμεταθετικής άλγεβρας κかっぱαあるふぁιいおた της αλγεβρικής γεωμετρίας. Ηいーた αλγεβρική γεωμετρία προήλθε από τたうοおみくろんνにゅー Spec R μみゅーεいぷしろん μία δέσμη  (μみゅーιいおたαあるふぁ οντότητα πぱいοおみくろんυうぷしろん συλλέγει συναρτήσεις πぱいοおみくろんυうぷしろん ορίζονται τοπικά, δηλαδή σしぐまεいぷしろん διαφορετικά ανοιχτά υποσύνολα). Τたうοおみくろん δεδομένο από τたうοおみくろん χώρο κかっぱαあるふぁιいおた τたうηいーた δέσμη αυτή ονομάζεται συσχετισμένο σύστημα. Αあるふぁνにゅー δίνεται ένα συσχετισμένο σύστημα, οおみくろん υποκείμενος δακτύλιος R μπορεί νにゅーαあるふぁ ανακτηθεί ως τたうοおみくろん ολικό τμήμα του . Επιπλέον, ηいーた γνωστή ένα-προς-ένα αντιστοιχία μεταξύ δακτυλίων κかっぱαあるふぁιいおた συσχετισμένων μετασχηματισμών είναι επίσης συμβατή μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろんνにゅー ομομορφισμό δακτυλίων: κάθε f : R → S δημιουργεί μみゅーιいおたαあるふぁ συνεχή απεικόνιση προς τたうηいーたνにゅー αντίθετη κατεύθυνση

Spec S → Spec Rq ↦ f−1(q), δηλαδή κάθε πρώτο ιδεώδες τたうοおみくろんυうぷしろん S αντιστοιχίζεται σしぐまτたうηいーたνにゅー απεικόνιση τたうοおみくろんυうぷしろん σしぐまτたうοおみくろん f, τたうοおみくろん οποίο είναι ένα πρώτο ιδεώδες τたうοおみくろんυうぷしろん R.

Τたうοおみくろん φάσμα, επίσης, δημιουργεί τたうηいーたνにゅー αίσθηση ότι οおみくろん εντοπισμός κかっぱαあるふぁιいおた οおみくろん παράγων δακτύλιος είναι συμπληρωματικά: ηいーた φυσική απεικόνιση R → R,f και R → R / fR αντιστοιχούν, μετά τたうηいーたνにゅー παρέμβαση τたうοおみくろんυうぷしろん φάσματος τたうωおめがνにゅー δακτυλίων σしぐまεいぷしろん συνάρτηση μみゅーεいぷしろん τたうηいーたνにゅー τοπολογία  Zariski, στις συμπληρωματικές ανοικτές και κλειστές εμβαθύνσεις αντίστοιχα.

Συνολικά, ηいーた ισοδυναμία τたうωおめがνにゅー δύο προαναφερόμενων κατηγοριών είναι πολύ πιθανόν νにゅーαあるふぁ παρουσιάζει τις αλγεβρικές ιδιότητες τたうωおめがνにゅー δακτυλίων σしぐまεいぷしろん ένα γεωμετρικό τρόπο. Τたうαあるふぁ συναφή συστήματα-.μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろんνにゅー ίδιο τρόπο όπως οおみくろんιいおた πολλαπλότητες δίνονται τοπικά από ανοικτά υποσύνολα τたうοおみくろんυうぷしろん Rn –τοπικά μοντέλα γがんまιいおたαあるふぁ συστήματα, τたうαあるふぁ οποία αποτελούν τたうοおみくろん αντικείμενο μελέτης σしぐまτたうηいーたνにゅー αλγεβρική γεωμετρία. Ως εいぷしろんκかっぱ τούτου, πολλές έννοιες πぱいοおみくろんυうぷしろん ισχύουν γがんまιいおたαあるふぁ τους δακτυλίους κかっぱαあるふぁιいおた τους ομομορφισμούς απορρέουν από τたうηいーた γεωμετρική διαίσθηση.\

Ομομορφισμός Δακτυλίων

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ως συνήθως σしぐまτたうηいーたνにゅー άλγεβρα, μみゅーιいおたαあるふぁ συνάρτηση f μεταξύ δύο αντικειμένων πぱいοおみくろんυうぷしろん ικανοποιεί τις δομές τたうωおめがνにゅー αντικειμένων ονομάζεται ομομορφισμός. Σしぐまτたうηいーたνにゅー περίπτωση τたうωおめがνにゅー δακτυλίων, ομομορφισμός δακτυλίων είναι μみゅーιいおたαあるふぁ απεικόνιση από τたうοおみくろん  f : R → S τέτοια ώστε:

f(a + b) = f(a) + f(b), f(ab) = f(a)f(b) κかっぱαあるふぁιいおた f(1) = 1.

Αυτές οおみくろんιいおた προϋποθέσεις εξασφαλίζουν ότι  f(0) = 0, αλλά μみゅーεいぷしろん τたうηいーたνにゅー προϋπόθεση ότι ηいーた ιδιότητα τたうοおみくろんυうぷしろん πολλαπλασιαστική ταυτότητα τたうοおみくろんυうぷしろん στοιχείου 1 θしーたαあるふぁ διατηρείται, αあるふぁνにゅー οおみくろんιいおた άλλες δύο ιδιότητες της f δでるたεいぷしろんνにゅー ικανοποιούνται. Σしぐまεいぷしろん τέτοια περίπτωση ηいーた S ονομάζεται επίσης R- άλγεβρα, μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろんνにゅー πολλαπλασιασμό ενός στοιχείου s τたうοおみくろんυうぷしろん συνόλου S μみゅーεいぷしろん ένα στοιχείο τたうοおみくろんυうぷしろん R δημιουργόντας τたうηいーたνにゅー σχέση:

r · s := f(r) · s.

Οおみくろん πυρήνας κかっぱαあるふぁιいおた ηいーた εικόνα τたうοおみくろんυうぷしろん f ορίζονται αντίστοιχα από τις σχέσεις: ker (f) = {r ∈ Rf(r) = 0} κかっぱαあるふぁιいおた im (f) = f(R) = {f(r), r ∈ R}. Οおみくろん πυρήνας είναι ένα ιδεώδες τたうοおみくろんυうぷしろん R κかっぱαあるふぁιいおた ηいーた εικόνα τたうοおみくろんυうぷしろん, ένας υποδακτύλιος.

Ηいーた εξωτερική δομή τたうοおみくろんυうぷしろん αντιμεταθετικού δακτυλίου καθορίζεται από τたうηいーたνにゅー γραμμική άλγεβρα πぱいοおみくろんυうぷしろん σχετίζεται μみゅーεいぷしろん τους δακτυλίους, δηλαδή ερευνώντας τたうηいーた θεωρία τたうωおめがνにゅー ενοτήτων, ηいーた οποία είναι παρόμοια μみゅーεいぷしろん αυτή τたうωおめがνにゅー διανυσματικών χώρων, εκτός από τたうοおみくろん ότι ηいーた βάση δでるたεいぷしろんνにゅー είναι απαραίτητα ένα σώμα, αλλά μπορεί νにゅーαあるふぁ είναι οποιοσδήποτε δακτύλιος τたうοおみくろんυうぷしろん R. Ηいーた θεωρία τたうωおめがνにゅー R-modules είναι σημαντικότερης δυσκολίας από τたうηいーたνにゅー γραμμική άλγεβρα τたうωおめがνにゅー διανυσματικών χώρων.Ηいーた θεωρία της R-modules είναι σημαντικά πぱいιいおたοおみくろん δύσκολη από τたうηいーたνにゅー γραμμική άλγεβρα τたうωおめがνにゅー διανυσματικών χώρων. Ηいーた θεωρία αυτή έχει νにゅーαあるふぁ αντιμετωπίσει δυσκολίες όπως modules πぱいοおみくろんυうぷしろん δでるたεいぷしろんνにゅー έχουν βάσεις, πぱいοおみくろんυうぷしろん οおみくろん βαθμός ελευθερίας ενός module (δηλαδή ηいーた αναλογική της διάσταση διανυσματικών χώρων) μπορεί νにゅーαあるふぁ μみゅーηいーたνにゅー είναι καλά καθορισμένες κかっぱαあるふぁιいおた οおみくろんιいおた υποενότητες τたうωおめがνにゅー πεπερασμένα παραγόμενων ενοτήτων δでるたεいぷしろんνにゅー χρειάζεται νにゅーαあるふぁ είναι πεπερασμένα παραγόμενες (εκτός αあるふぁνにゅー R είναι Noetherian, βべーたλらむだ. παρακάτω).

Τたうαあるふぁ ιδεώδη μέσα σしぐまεいぷしろん έναν δακτύλιο R μπορούν νにゅーαあるふぁ χαρακτηριστούν ως R-modules, τたうαあるふぁ οποία είναι δευτερεύοντα υποσύνολα τたうοおみくろんυうぷしろん R.  Από τたうηいーた μία πλευρά, μみゅーιいおたαあるふぁ καλή προσέγγιση τたうωおめがνにゅー R-modules, απαιτεί αρκετές πληροφορίες σχετικά μみゅーεいぷしろん R. Αντιστρόφως, ωστόσο, πολλές τεχνικές σしぐまτたうηいーたνにゅー αντιμεταθετική άλγεβρα πぱいοおみくろんυうぷしろん μελετούν τηδομή τたうοおみくろんυうぷしろん R, εξετάζοντας τたうαあるふぁ ιδεώδη της, προσωρούν μελετώντας τたうαあるふぁ modules σしぐまεいぷしろん γενικές γραμμές.

Ένας δακτύλιος ονομάζεται Noetherian (προς τιμήν της Emmy Noether, οおみくろん οποία ανέπτυξε αυτή τたうηいーたνにゅー ιδέα) αあるふぁνにゅー κάθε αύξουσα αλυσίδα ιδεωδών.

0 ⊆ I0 ⊆ I1 ... ⊆ In ⊆ In + 1 ⊆ ...

σταθεροποιείται, δでるたηいーたλらむだ. γίνεται σταθερή πέρα από κάποιο δείκτη n. Αντίστοιχα, κάθε ιδανικό πぱいοおみくろんυうぷしろん παράγεται από πολλά πεπερασμένα στοιχεία, ή ισοδύναμα, υποενότητες τたうωおめがνにゅー πεπερασμένα παραγόμενων προτύπων, είναι πεπερασμένα παραγόμενο . Ένας δακτύλιος πぱいοおみくろんυうぷしろん ονομάζεται Artinian (μετά τたうηいーたνにゅー Emil Artin), αあるふぁνにゅー κάθε φθίνουσα αλυσίδα ιδεωδών

R ⊇ I0 ⊇ I1 ... ⊇ In ⊇ In + 1 ⊇ ...

τελικά σταθεροποιείται. Παρά τたうοおみくろん γεγονός ότι οおみくろんιいおた δύο προϋποθέσεις εμφανίζονται συμμετρικές, οおみくろんιいおた δακτύλιοι Noetherian είναι πολύ πぱいιいおたοおみくろん γενικοί από τους δακτυλίους Artinian. Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, Z είναι δακτύλιος Noetherian, καθώς κάθε ιδεώδες μπορεί νにゅーαあるふぁ δημιουργηθεί από ένα στοιχείο, αλλά δでるたεいぷしろんνにゅー είναι Artinian, όπως δείχνει ηいーた αλυσίδα

Z ⊋ 2Z ⊋ 4Z ⊋ 8Z ⊋ ...

Σしぐまτたうηいーたνにゅー πραγματικότητα, από τたうοおみくろん θεώρημα Hopkins–Levitzki , κάθε δακτύλιος Artinian είναι κかっぱαあるふぁιいおた Noetherian.

Τたうοおみくろん νにゅーαあるふぁ είναι ένας δακτύλιος Noetherian, είναι μみゅーιいおたαあるふぁ εξαιρετικά σημαντική πεπερασμένη κατάσταση κかっぱαあるふぁιいおた ηいーた κατάσταση αυτή διατηρείται κάτω από πολλές διαδικασίες πぱいοおみくろんυうぷしろん συμβαίνουν συχνά σしぐまτたうηいーた γεωμετρία. Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, αあるふぁνにゅー R είναι δακτύλιος Noetherian, τότε είναι:

    • τたうοおみくろん πολυώνυμο τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου R[X1, X2, ..., Xn]R[X1, X2, ..., Xn]R[X1, X2, ..., Xn] (από τたうηいーた βάση τたうοおみくろんυうぷしろん θεωρήματος Χίλμπερτ);
    • οποιαδήποτε τοπική προσαρμογή τたうοおみくろんυうぷしろん S−1R;
    • κάθε παράγων δακτύλιος R / I.

Ηいーた διάσταση Krull (ή απλά διάσταση) dim R ενός δακτυλίου R, είναι μみゅーιいおたαあるふぁ έννοια πぱいοおみくろんυうぷしろん μετράει τたうοおみくろん "μέγεθος" τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου, πολύ χονδρικά από τたうηいーたνにゅー καταμέτρηση τたうωおめがνにゅー ανεξάρτητων στοιχείων σしぐまτたうοおみくろんνにゅー δακτύλιο R. Συγκεκριμένα, ορίζεται ως τたうοおみくろん supremum τたうωおめがνにゅー μηκών n τたうωおめがνにゅー αλυσίδων τたうωおめがνにゅー πρώτων ιδεωδών

.

Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, ένα σώμα έχει μηδενική διάσταση,όταν τたうοおみくろん μοναδικό πρώτο ιδεώδες τたうοおみくろんυうぷしろん είναι τたうοおみくろん μηδενικό ιδεώδες. Είναι επίσης γνωστό ότι ένας αντιμεταθετικός δακτύλιος είναι δακτύλιος Artinian αあるふぁνにゅー κかっぱαあるふぁιいおた μόνο αあるふぁνにゅー είναι δακτύλιος Noetherian κかっぱαあるふぁιいおた μηδενικής διάστασης (δηλαδή, όλα τたうαあるふぁ πρώτα ιδεώδη είναι κかっぱαあるふぁιいおた μέγιστα). Οおみくろんιいおた ακέραιοι είναι μονοδιάστατοι: κάθε αλυσίδα τたうοおみくろんυうぷしろん πρώτου ιδεώδους είναι της μορφής

, όπου p είναι ένας πρώτος αριθμός

από τότε κάθε ιδεώδες σしぐまτたうοおみくろん Z είναι κύριο.

Ηいーた διάσταση συμπεριφέρεται καλά, αあるふぁνにゅー οおみくろんιいおた δακτύλιοι είναι Noetherian: τたうοおみくろん αναμενόμενο γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー ισότητα

dim R[X] = dim R + 1

κατέχει σしぐまεいぷしろん αυτή τたうηいーたνにゅー περίπτωση (σしぐまεいぷしろん γενικές γραμμές, τたうοおみくろん ένα έχει μόνο dim R + 1 ≤ dim R[X] ≤ 2 · dim R + 1). Επιπλέον, δεδομένου ότι ηいーた διάσταση εξαρτάται μόνο από τたうηいーた μοναδική μέγιστη αλυσίδα, ηいーた διάσταση τたうοおみくろんυうぷしろん R είναι τたうοおみくろん supremum όλων τたうωおめがνにゅー διαστάσεων της τοπικοποίησης Rp, όπου p είναι ένα τυχαίο πρώτο ιδεώδες. Διαισθητικά, ηいーた διάσταση τたうοおみくろんυうぷしろん R είναι μみゅーιいおたαあるふぁ τοπική ιδιότητα τたうοおみくろんυうぷしろん φάσματος τたうοおみくろんυうぷしろん R. Ως εいぷしろんκかっぱ τούτου, ηいーた διάσταση συχνά ορίζεται μόνο γがんまιいおたαあるふぁ τους τοπικούς δακτυλίους, επίσης, γがんまιいおたαあるふぁ τたうοおみくろん γενικό δακτύλιο Noetherian μπορεί νにゅーαあるふぁ εξακολουθεί νにゅーαあるふぁ είναι άπειρη, παρά τたうοおみくろん γεγονός ότι οおみくろんιいおた τοπικοί προσδιορισμοί είναι πεπερασμένης διάστασης.

Καθορίζοντας τたうηいーたνにゅー διάσταση, ας πούμε,

k[X1X2, ..., Xn] / (f1f2, ..., fm), όπου k είναι ένα σώμα κかっぱαあるふぁιいおた ηいーた fi είναι πολυώνυμα μみゅーεいぷしろん n μεταβλητές,

γενικά δでるたεいぷしろんνにゅー είναι εύκολο. Για R δακτυλίους Noetherian, ηいーた διάσταση τたうοおみくろんυうぷしろん R / I είναι, από τたうοおみくろん θεώρημα κυρίων ιδεωδών τたうοおみくろんυうぷしろん Κかっぱρろーαあるふぁλらむだ, τουλάχιστον dim R − n, αあるふぁνにゅー I παράγεται από n στοιχεία. Αあるふぁνにゅー ηいーた διάσταση μειώνεται όσο τたうοおみくろん δυνατόν περισσότερο, δでるたηいーたλらむだ. dim R / I = dim R − n, τたうοおみくろん R / I ονομάζεται πλήρης τομή.

Ένας τοπικός δακτύλιος R, δηλαδή δακτύλιος πぱいοおみくろんυうぷしろん έχει μοναδικό μέγιστο ιδεώδες m, λέγεται κανονικός, αあるふぁνにゅー ηいーた (Κかっぱρろーαあるふぁλらむだ) διάσταση τたうοおみくろんυうぷしろん R ισούται μみゅーεいぷしろん τたうηいーたνにゅー διάσταση (ως ένας διανυσματικός χώρος πάνω από τたうοおみくろん σώμα R / m) τたうοおみくろんυうぷしろん συνεφαπτόμενου χώρο m / m2.

Κατασκευή αντιμεταθετικού δακτυλίου

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υπάρχουν πολλοί τρόποι νにゅーαあるふぁ κατασκευαστούν νέοι δακτύλιοι από άλλους δακτυλίους. Οおみくろん στόχος αυτών τたうωおめがνにゅー κατασκευών είναι συχνά γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーた βελτίωση κάποιων ιδιοτήτων τたうωおめがνにゅー δακτυλίων ωστέ νにゅーαあるふぁ γίνονται πぱいιいおたοおみくろん εύκολα κατανοητοί. Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, μία ακεραία περιοχή πぱいοおみくろんυうぷしろん είναι κλειστό σύνολο σしぐまτたうοおみくろん σώμα κλασμάτων, ονομάζεται κανονική. Αυτή είναι μία επιθυμητή ιδιότητα, γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, οποιοσδήποτε μονοδιάστατος δακτύλιος είναι απαραίτητα κανονικός. Οおみくろん χαρακτηρισμός τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου ως κανονικου ονομάζεται κανονικοποίηση.

Ολοκλήρωση

Έστω I ένα ιδεώδες ενός αντιμεταθετικού δακτυλίου R, οおみくろんιいおた δυνάμεις τたうοおみくろんυうぷしろん I διαμορφώνουν έναν τοπολογικό χώρο τたうοおみくろんυうぷしろん 0,οおみくろん οποίος επιτρέπει σしぐまτたうοおみくろん R νにゅーαあるふぁ θεωρηθεί τοπολογικός δακτύλιος. Αυτή ηいーた τοπολογία ονομάζεται I-adic τοπολογία. Οおみくろん R μπορεί νにゅーαあるふぁ ολοκληρωθεί σしぐまεいぷしろん σχέση μみゅーεいぷしろん αυτή τたうηいーたνにゅー τοπολογία. Επισήμως, ηいーた ολοκλήρωση της I-adic τοπολογία είναι τたうοおみくろん αντίστροφο όριο τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου R/In.Γがんまιいおたαあるふぁ παράδειγμα, αあるふぁνにゅー οおみくろん k ένα σώμα, k[X], ηいーた τυπική σειρά τたうωおめがνにゅー δυνάμεων μίας μεταβλητής τたうοおみくろんυうぷしろん k είναι ηいーた I-adic ολοκλήρωση τたうοおみくろんυうぷしろん  k[X] , όπου I είναι τたうοおみくろん κύριο ιδεώδες πぱいοおみくろんυうぷしろん παράγεται από τたうοおみくろん Χかい. Αναλόγως, οおみくろん δακτύλιος p-adic τたうωおめがνにゅー ακεραίων είναι ηいーた I-adic ολοκλήρωση τたうοおみくろんυうぷしろん Z , όπου I είναι τたうοおみくろん κύριο ιδεώδες πぱいοおみくろんυうぷしろん παράγεται από τたうοおみくろん p. Οποιοσδήποτε δακτύλιος πぱいοおみくろんυうぷしろん είναι ισόμορφος μみゅーεいぷしろん τたうηいーたνにゅー δική τたうοおみくろんυうぷしろん ολοκλήρωση, ονομάζεται ολοκληρωτικός.

Από τたうοおみくろん θεώρημα τたうοおみくろんυうぷしろん Wedderburn, κάθε πεπερασμένος δακτύλιο διαίρεσης είναι αντιμεταθετικός, κかっぱαあるふぁιいおた συνεπώς ένα πεπερασμένο σώμα. Μία άλλη προϋπόθεση γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー εξασφάλιση της αντιμεταθετικότητας τたうοおみくろんυうぷしろん δακτυλίου , σύμφωνα μみゅーεいぷしろん τたうοおみくろんνにゅー Jacobson, είναι ηいーた παρακάτω: γがんまιいおたαあるふぁ κάθε στοιχείο r τたうοおみくろんυうぷしろん R υπάρχει ένας ακέραιος n>1 τέτοιος ώστε  rn = r.[1]. Αあるふぁνにゅー γがんまιいおたαあるふぁ κάθε r ισχύει r2 = r , οおみくろん δακτύλιος ονομάζεται δακτύλιος Boolean. Υπάρχουν κかっぱιいおた άλλες προϋποθέσεις γがんまιいおたαあるふぁ τたうηいーたνにゅー εξασφάλιση της αντιμεταθετικότητας τたうωおめがνにゅー δακτυλίων πぱいοおみくろんυうぷしろん είναι επίσης γνωστές.

  1. Jacobson 1945
  2. Jump up^ Pinter-Lucke 2007