環 1/1

元ネタ:現代代数学 服部昭

§9環
命題9.1
R単位元をもつ環とする。 R の単数(可逆元)は零因子ではない。

命題9.2
単位元をもつ可換環イデアル a,\hspace{6}b について
a\hspace{3}+\hspace{3}b\hspace{3}=\hspace{3}R なら ab\hspace{3}=\hspace{3}a\cap b

命題9.3
ER の真部分集合、 a_0Rイデアル
E の元を含まないものとすると、
a_0 を含み E の元を含まないイデアル a の中に極大のものがある。

系9.4
単位元を持つ環 R において、 a_0 を任意のイデアル (\neq\hspace{3}R) とすると、
a_0 を含む極大イデアルがある。

定理9.5
\bar{R}\hspace{3}=\hspace{3}R/a とするとき、R の左(右、両側)イデアル I
a を含むものと \bar{R} の左(右、両側)イデアル \bar{I} とは、
\bar{I}\hspace{3}=\hspace{3}I/a の関係で1対1に対応する。

定理9.6
単位元をもつ環 R\hspace{3}\hspace{3}(\hspace{3}\neq\hspace{3}0\hspace{3}) が斜体をなすことと
R0R 以外に左イデアルをもたないこととは同値である。
イデアルも同様。

定理9.7
f\hspace{3}:\hspace{3}R\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}R'全射準同型とする。
R'イデアル a' に対し a\hspace{3}=\hspace{3}f^{-1}(a')Rイデアルをなし
R/a\hspace{3}\simeq\hspace{3}R'/a' 。特に、f の核はイデアルをなし R/Kerf\hspace{3}\simeq\hspace{3}R'

系9.8
単純環(とくに体)からの 0 でない準同型はすべて単射である。

定理9.9
SR の部分間、 aRイデアルとすれば、
S\cap aSイデアルをなし、次の環同型が成り立つ。
S/(S\cap a)\hspace{3}\simeq\hspace{3}(S\hspace{3}+\hspace{3}a)/a

命題9.10
a_1,\hspace{3}\cdots\hspace{3},\hspace{3}a_nRイデアルa_i\hspace{3}+\hspace{3}\cap_{j\neq i}a_j\hspace{3}=\hspace{3}R を満たすものとする。
a\hspace{3}=\hspace{3}\cap a_i とおけば、 R/a\hspace{3}\simeq\hspace{3}R/a_1\hspace{3}\times\hspace{3}\cdots\hspace{3}\times\hspace{3}R/a_n

定理9.11
R の左(右)イデアルへの直和分解
R\hspace{3}=\hspace{3}I_1\hspace{3}\oplus\hspace{3}\cdots\hspace{3}\oplus\hspace{3}I_n
1 の直交ベキ等元への分解
1\hspace{3}=\hspace{3}e_1\hspace{3}+\hspace{3}\cdots\hspace{3}+\hspace{3}e_n
に1対1に対応する。

命題9.12
1) 標数 0 の整域においては、 R\hspace{3}\ni\hspace{3}a\hspace{3}\neq\hspace{3}0,\hspace{12}Z\hspace{3}\ni\hspace{3}n\hspace{3}\neq\hspace{3}0 について na\hspace{3}\neq\hspace{3}0
2) 標数 p\hspace{3}\neq\hspace{3}0 の整域においては、任意の a\hspace{3}\in\hspace{3}R について pa\hspace{3}=\hspace{3}0
  また、対応 a\hspace{3}\rightarrow \hspace{3}a^pR の自己準同型で単射である。

§10多項式環
命題10.1
f,\hspace{3}g\hspace{3}\in\hspace{3}R[X]g の最高次係数は R の単数とする。
そのとき、 q,\hspace{3}r\hspace{3}\in\hspace{3}R[X]
f\hspace{3}=\hspace{3}gq\hspace{3}+\hspace{3}r,\hspace{12}deg\hspace{3}r\hspace{3}<\hspace{3}deg\hspace{3}g
を満たすものが存在する。
R が整域なら q,\hspace{3}r\hspace{3}\in\hspace{3}R[X] は一意的に定まる。

命題10.2
SR の拡大環とする。
\alpha\hspace{3}\in\hspace{3}Sf(X)\hspace{3}\in\hspace{3}R[X] の根をなすためには、
f(X)S[X] において X\hspace{3}-\hspace{3}\alpha を因子に持つことが必要十分である。

命題10.3
整域 R における n多項式 f(X)\hspace{3}(\hspace{3}\neq\hspace{3}0\hspace{3}) は、
R の拡大整域 S において n 個より多くの異なる根を持たない。

命題10.4
R が無限個の元を含む整域であれば、対応 f(X)\hspace{3}\rightarrow \hspace{3}f(\alpha)単射

命題10.5
体上の多項式環 K[X] は単項イデアル環である。

命題10.6
SR の可換拡大環で R\alpha_1,\hspace{3}\cdots\hspace{3}\alpha_n によって生成されるとする。
このとき、環の全射準同型 R[X_1,\hspace{3}\cdots\hspace{3},\hspace{3}X_n]\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}S が存在する。

§11局所化
定理11.1
可換環の準同型 \sigma\hspace{3}R\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}R'\sigma(S)\hspace{3}\sub\hspace{3}U(R') を満たすとする。
このとき、準同型 \sigma'\hspace{3}:\hspace{3}S^{-1}R\hspace{3}\longrightarrow \hspace{3}R'\sigma\hspace{3}=\hspace{3}\sigma'\circ S^{-1}
満たすものが唯一つある。

命題11.2
単位元を持つ可換環 R が局所環をなすためには、
R の非単数の全体の集合 mイデアルをなすことが必要十分である。

§12素因子分解
命題12.1
単項イデアル整域 R の元 p についてつぎは同値である。
1) p素数
2) p\hspace{3}|\hspace{3}ab\hspace{6}\Longrightarrow\hspace{6}p|a\hspace{3}or\hspace{3}p|b
3) (p) は素イデアル
4) (p) は極大イデアル

定理12.2
単項イデアル整域は一意分解環である。

定理12.3
R が一意分解環ならば R[X_1,\hspace{3}\cdots\hspace{3},\hspace{3}X_n] も一意分解環である。

系12.4
体上の多項式環、有理整数係数の多項式環などは一意分解環である。

命題12.5 ガウス補題
I(fg)\hspace{3}=\hspace{3}I(f)I(g)
特に、原始多項式の積はまた原始的。

系12.6
I(fg)\hspace{3}=\hspace{3}I(f)I(g) の既約多項式K[X_1,\hspace{3}\cdots\hspace{3},\hspace{3}X_n] においても既約。

命題12.7
K とその加法付値 w に対し
o_w\hspace{3}=\hspace{3}\{\hspace{3}a\hspace{3}\in\hspace{3}K\hspace{3}|\hspace{3}w(a)\hspace{3}\geq\hspace{3}0\hspace{3}\}  : 付値環
p_w\hspace{3}=\hspace{3}\{\hspace{3}a\hspace{3}\in\hspace{3}K\hspace{3}|\hspace{3}w(a)\hspace{3}>\hspace{3}0\hspace{3}\}  : 付値イデアル
とすると、 o_wp_w を極大イデアルとする局所環であり、 K\hspace{3}=\hspace{3}o_w\hspace{3}\cup\hspace{3}o_w^{-1}

命題12.8
一意分解環 Rp-進付値環は R の素イデアル (p)\hspace{3}=\hspace{3}pR における
局所環 R_{(p)} である。
R_{(p)}イデアルp^kR_{(p)} で与えられる。さらに、 R\hspace{3}=\hspace{3}\cap_{p\in P}R_{(p)}

§13ネタ―環
命題13.1
R がネタ―環ならば、その準同型像もネタ―環である。

定理13.2 ヒルベルトの基底定理
R がネタ―環ならば、 R[X_1,\hspace{3}\cdots\hspace{3},\hspace{3}X_n] もネタ―環である。

系13.3
ネタ―環上有限生成の可換環はまたネタ―環である。

定理13.4
R がネタ―環ならば、 R[[X_1,\hspace{3}\cdots\hspace{3},\hspace{3}X_n]] もネタ―環である。

定理13.5
\sqrt{a}a を含む素イデアル全体の共通部分に等しい。
特に、R のベキ零根基は R の素イデアル全体の共通部分に等しい。

命題13.6
準素イデアル a の根基 \sqrt{a}a を含む最小の素イデアルである。

定理13.7
ネタ―環 Rイデアル a は有限個の準素イデアルの共通部分として表される。
このような表示で無駄のないものにおいて \sqrt{a} の形に表される素イデアル
a によって一意的に定まる。

補題1
ネタ―環のイデアルは有限個の既約イデアルの共通部分として表される。

補題2
ネタ―環 R の既約イデアルは準素イデアルである。

補題3
aRイデアルp を素イデアルとするとき、つぎは同値である。
1) pa の準素イデアルによるむだのない表示における \sqrt{a_i} と一致する。
2) a に属さない元 cイデアルa:(c)p-準素イデアルをなすものがある。

補題4
aa' がともに p-準素イデアルならば、
a\cup\hspace{3}a'p-準素イデアルである。

命題13.8
a を含む極小イデアルa の極小素因子とは同値な概念である。

環終了。
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