กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

กลุ่มที่หารลงตัว

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะในสาขาทฤษฎีกลุ่มกลุ่มที่หารลงตัวได้คือกลุ่มอาเบเลียนที่สมาชิกทุกตัวสามารถหารลงตัวได้ด้วยจำนวนเต็มบวกในบางความหมาย หรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ...

กลุ่มที่หารลงตัว

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะในสาขาทฤษฎีกลุ่มกลุ่มที่หารลงตัวได้คือกลุ่มอาเบเลียนที่สมาชิกทุกตัวสามารถหารลงตัวได้ด้วยจำนวนเต็มบวกในบางความหมาย หรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ สมาชิกทุกตัวเป็น พหุคูณลำดับที่ n ของจำนวนเต็มบวก n แต่ละตัว กลุ่มที่หารลงตัวได้มีความสำคัญในการทำความเข้าใจโครงสร้างของกลุ่มอาเบเลียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพราะเป็นกลุ่มอาเบเลียนแบบหนึ่งต่อหนึ่ง(injective abelian groups)

คำนิยาม

กลุ่มอาเบเลียน(จี,+){\displaystyle (G,+)}หารลงตัวก็ต่อเมื่อ สำหรับทุกจำนวนเต็มบวกn{\displaystyle n}และทุกๆจีจี{\displaystyle g\in G}มีอยู่จริงyจี{\displaystyle y\in G}โดยที่ny=จี{\displaystyle ny=g}[ 1 ] เงื่อนไขที่เทียบเท่ากันคือ: สำหรับจำนวนเต็มบวกใดn{\displaystyle n},nจี=จี{\displaystyle nG=G}นับตั้งแต่การดำรงอยู่ของy{\displaystyle y}สำหรับทุกๆn{\displaystyle n}และจี{\displaystyle g}หมายความว่าnจีจี{\displaystyle nG\supseteq G}และในทิศทางตรงกันข้ามnจีจี{\displaystyle nG\subseteq G}เป็นจริงสำหรับทุกกลุ่ม เงื่อนไขที่เทียบเท่ากันประการที่สามคือกลุ่มอาเบเลียนจี{\displaystyle G}หารลงตัวก็ต่อเมื่อจี{\displaystyle G}เป็นวัตถุแบบหนึ่งต่อหนึ่งในหมวดหมู่ของกลุ่มอาเบเลียนด้วยเหตุนี้ กลุ่มที่หารลงตัวได้จึงบางครั้งเรียกว่ากลุ่มแบบหนึ่งต่อหนึ่ง

กลุ่มอาเบเลียนคือพี{\displaystyle p}- หารลงตัวด้วยจำนวนเฉพาะพี{\displaystyle p}ถ้าสำหรับทุกๆจีจี{\displaystyle g\in G}มีอยู่จริงyจี{\displaystyle y\in G}โดยที่พีy=จี{\displaystyle py=g}ในทำนองเดียวกัน กลุ่มอาเบเลียนคือพี{\displaystyle p}หารลงตัวก็ต่อเมื่อพีจี=จี{\displaystyle pG=G}.

ตัวอย่าง

  • จำนวนตรรกยะคิว{\displaystyle \mathbb {Q} }สร้างกลุ่มที่หารลงตัวภายใต้การบวก
  • โดยทั่วไปแล้ว กลุ่มการบวกพื้นฐานของปริมาณเวกเตอร์ ใดๆ เหนือคิว{\displaystyle \mathbb {Q} }หารลงตัว
  • ผลหารทุก ผล ของกลุ่มที่หารลงตัวได้ ย่อมหารลงตัวได้เช่นกัน ดังนั้นคิว/{\displaystyle \mathbb {Q} /\mathbb {Z} }หารลงตัว
  • ส่วนประกอบหลัก p[1/พี]/{\displaystyle \mathbb {Z} [1/p]/\mathbb {Z} }ของคิว/{\displaystyle \mathbb {Q} /\mathbb {Z} }ซึ่งมีโครงสร้างเหมือนกับ กลุ่ม p - quasicyclic[พี]{\displaystyle \mathbb {Z} [p^{\infty }]}หารลงตัว
  • กลุ่มการคูณของจำนวนเชิงซ้อนซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}หารลงตัว
  • ทุก กลุ่มอาเบเลียน ที่ปิดในเชิงการดำรงอยู่ (ใน ความหมาย เชิงทฤษฎีแบบจำลอง ) สามารถหารลงตัวได้

คุณสมบัติ

  • ถ้ากลุ่มที่หารลงตัวเป็นกลุ่มย่อยของกลุ่มอาเบเลียนแล้ว กลุ่มนั้นจะเป็นผลรวมโดยตรงของกลุ่มอาเบเลียนนั้น[ 2 ]
  • ทุกกลุ่มอาเบลสามารถฝังตัวอยู่ในกลุ่มที่หารลงตัวได้[ 3 ]กล่าวอีกนัยหนึ่ง หมวดหมู่ของกลุ่มอาเบลมีอินเจกทีฟเพียงพอ
  • กลุ่มหารที่ไม่เป็นศูนย์นั้นไม่ใช่กลุ่มที่สร้างขึ้นโดยจำนวนจำกัด
  • นอกจากนี้ กลุ่มอาเบเลียนทุกกลุ่มสามารถฝังตัวอยู่ในกลุ่มที่หารลงตัวได้ในฐานะกลุ่มย่อยที่สำคัญในลักษณะเฉพาะ[ 4 ]
  • กลุ่มอาเบเลียนจะหารลงตัวได้ก็ต่อเมื่อกลุ่มนั้น หารลงตัวด้วย pสำหรับทุกจำนวน เฉพาะ pเท่านั้น
  • อนุญาตเอ{\displaystyle A}เป็นแหวนถ้าที{\displaystyle T}ถ้าเป็นกลุ่มที่หารลงตัวได้ ก็แสดงว่ากลุ่มนั้นหารลงตัวแล้วชมโอ-ม็อด(เอ,ที){\displaystyle \mathrm {Hom} _{\mathbf {Z} {\text{-Mod}}}(A,T)}เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งในหมวดหมู่ของเอ{\displaystyle A}- โมดูล[ 5 ]

ทฤษฎีโครงสร้างของกลุ่มที่หารลงตัว

ให้Gเป็นกลุ่มที่หารลงตัวได้ แล้วกลุ่มย่อยทอร์ชั่น Tor( G ) ของGก็หารลงตัวได้เช่นกัน เนื่องจากกลุ่มที่หารลงตัวได้เป็นโมดูลแบบหนึ่งต่อหนึ่งดังนั้น Tor( G ) จึงเป็นส่วนประกอบโดยตรงของGดังนั้น

จี=ทีโอ(จี)จี/ทีโอ(จี).{\displaystyle G=\mathrm {Tor} (G)\oplus G/\mathrm {Tor} (G).}

เนื่องจากเป็นผลหารของกลุ่มที่หารลงตัวG /Tor( G ) จึงหารลงตัว นอกจากนี้ยังเป็นกลุ่มที่ไม่มีทอร์ชั่นดังนั้นจึงเป็นปริมาณเวกเตอร์เหนือQและด้วยเหตุนี้จึงมีเซตI อยู่ เช่นนั้น

จี/ทีโอ(จี)=ฉันฉันคิว=คิว(ฉัน).{\displaystyle G/\mathrm {Tor} (G)=\bigoplus _{i\in I}\mathbb {Q} =\mathbb {Q} ^{(I)}.}

โครงสร้างของกลุ่มย่อยทอร์ชั่นนั้นยากที่จะระบุได้ แต่สามารถแสดงได้[ 6 ] [ 7 ]ว่าสำหรับจำนวนเฉพาะp ทั้งหมด จะมีอยู่ฉันพี{\displaystyle I_{p}}โดยที่

(ทีโอ(จี))พี=ฉันฉันพี[พี]=[พี](ฉันพี),{\displaystyle (\mathrm {Tor} (G))_{p}=\bigoplus _{i\in I_{p}}\mathbb {Z} [p^{\infty }]=\mathbb {Z} [p^{\infty }]^{(I_{p})},}

ที่ไหน(ทีโอ(จี))พี{\displaystyle (\mathrm {ทอร์} (G))_{p}}คือ ส่วนประกอบ หลักของ Tor( G )

ดังนั้น ถ้าPคือเซตของจำนวนเฉพาะ

จี=(พีพี[พี](ฉันพี))คิว(ฉัน).{\displaystyle G=\left(\bigoplus _{p\in \mathbf {P} }\mathbb {Z} [p^{\infty }]^{(I_{p})}\right)\oplus \mathbb {Q} ^{(I)}.}

จำนวนสมาชิกของเซตIและI สำหรับp P ถูกกำหนดอย่างไม่ซ้ำกัน โดยกลุ่มG  

ซองจดหมายแบบฉีด

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น กลุ่มอาเบเลียนใดๆAสามารถฝังตัวได้อย่างไม่ซ้ำกันในกลุ่มที่หารลงตัวได้Dในฐานะกลุ่มย่อยที่สำคัญ กลุ่มที่หารลงตัวได้ Dนี้คือซองบรรจุแบบหนึ่งต่อหนึ่งของAและแนวคิดนี้คือเปลือกแบบหนึ่งต่อหนึ่งในหมวดหมู่ของกลุ่มอาเบเลียน

กลุ่มอาเบเลียนที่ลดลง

กล่าวได้ว่ากลุ่มอาเบเลียนเป็นกลุ่มที่ลดรูปได้ถ้ากลุ่มย่อยที่หารลงตัวได้เพียงกลุ่มเดียวคือ {0} ทุกกลุ่มอาเบเลียนเป็นผลรวมโดยตรงของกลุ่มย่อยที่หารลงตัวได้และกลุ่มย่อยที่ลดรูปได้ ในความเป็นจริง มีกลุ่มย่อยที่หารลงตัวได้ที่ใหญ่ที่สุดเพียงหนึ่งเดียวของกลุ่มใดๆ และกลุ่มย่อยที่หารลงตัวได้นี้เป็นส่วนประกอบโดยตรง[ 8 ]นี่เป็นคุณสมบัติพิเศษของวงแหวนสืบทอดเช่นจำนวนเต็มZ : ผลรวมโดยตรงของโมดูลแบบฉีดเป็นโมดูลแบบฉีดเนื่องจากวงแหวนเป็นโนเธอร์เรียนและผลหารของโมดูลแบบฉีดเป็นโมดูลแบบฉีดเนื่องจากวงแหวนเป็นวงแหวนสืบทอด ดังนั้นโมดูลย่อยใดๆ ที่สร้างขึ้นโดยโมดูลแบบฉีดจึงเป็นโมดูลแบบฉีด บทกลับเป็นผลมาจาก( Matlis 1958 ) : ถ้าทุกโมดูลมีโมดูลย่อยแบบฉีดสูงสุดเพียงหนึ่งเดียว วงแหวนนั้นจะเป็นวงแหวนสืบทอด

ทฤษฎีบทของ Ulmให้การจำแนกประเภทที่สมบูรณ์ของกลุ่มอาเบเลียนแบบคาบที่ลดรูปได้

การสรุปทั่วไป

มีนิยามที่แตกต่างกันหลายประการที่ใช้ขยายกลุ่มที่หารลงตัวไปสู่โมดูลที่หารลงตัว นิยามต่อไปนี้ถูกนำมาใช้ในเอกสารทางวิชาการเพื่อกำหนดโมดูลที่หารลงตัวMเหนือริงR :

  1. rM = M สำหรับ rที่ไม่ใช่ศูนย์ทั้งหมดในR [ 9 ] (บางครั้งจำเป็นต้องให้rไม่ใช่ตัวหารศูนย์ และผู้เขียนบางคน[ 10 ]กำหนดให้Rเป็นโดเมน )
  2. สำหรับอุดมคติ ซ้ายหลักทุกตัว Ra โฮโมมอร์ฟิซึมใดๆจากRaไปยังMจะขยายเป็นโฮโมมอร์ฟิซึมจากRไปยังM [ 11 ] [ 12 ] (โมดูลที่หารลงตัวประเภทนี้ยังเรียกว่าโมดูลแบบฉีดหลัก ด้วย )
  3. สำหรับ ไอเดีย ซ้าย L ที่สร้างขึ้นอย่างจำกัด ทุกตัว ของR โฮโม มอร์ฟิซึมใดๆ จากLไปยังMจะขยายไปเป็นโฮโมมอร์ฟิซึมจากRไปยังM

เงื่อนไขสองข้อสุดท้ายเป็น "เวอร์ชันที่จำกัด" ของเกณฑ์ของแบร์สำหรับโมดูลแบบฉีดเนื่องจากโมดูลซ้ายแบบฉีดขยายโฮโมมอร์ฟิซึมจากไอเดียลซ้ายทั้งหมด ไปยัง Rดังนั้นโมดูลแบบฉีดจึงหารลงตัวในความหมายที่ 2 และ 3 อย่างชัดเจน

ถ้าRเป็นโดเมนเพิ่มเติมแล้ว คำจำกัดความทั้งสามจะตรงกัน ถ้าRเป็นโดเมนอุดมคติซ้ายหลัก โมดูลที่หารลงตัวจะตรงกับโมดูลแบบฉีด[ 13 ]ดังนั้นในกรณีของวงแหวนจำนวนเต็มZซึ่งเป็นโดเมนอุดมคติหลัก โมดูล Z (ซึ่งเป็นกลุ่มอาเบล) จะหารลงตัวได้ก็ต่อเมื่อเป็นโมดูลแบบฉีด

ถ้าRเป็น โดเมน สลับที่ได้ โมดูล Rแบบฉีดจะตรงกับ โมดูล R แบบหารลงตัว ก็ต่อเมื่อRเป็นโดเมนเดเดคินด์[ 13 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. กริฟฟิธ, หน้า 6
  2. ฮอลล์, หน้า 197
  3. กริฟฟิธ, หน้า 17
  4. กริฟฟิธ, หน้า 19
  5. Lang, หน้า 106
  6. Kaplansky 1965
  7. ฟุคส์ 1970
  8. กริฟฟิธ, หน้า 7
  9. เฟเกลสต็ อก 2006
  10. คาร์ตันและ ไอ เลนเบิร์ก 1999
  11. แล ม 1999
  12. นิโคลสันและยูซิฟ 2546 .
  13. 1 2 Lam 1999 , หน้า 70-73.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Divisible_group&oldid=1350454107#Generalization "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กลุ่มที่หารลงตัว

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะในสาขาทฤษฎีกลุ่มกลุ่มที่หารลงตัวได้คือกลุ่มอาเบเลียนที่สมาชิกทุกตัวสามารถหารลงตัวได้ด้วยจำนวนเต็มบวกในบางความหมาย หรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ...

คำนิยาม

กลุ่มอาเบเลียน ( จี , + ) {\displaystyle (G,+)} หาร ลงตัวก็ต่อ เมื่อ สำหรับทุกจำนวนเต็มบวก n {\displaystyle n} และทุกๆ จี ∈ จี {\displaystyle g\in G} มีอยู่จริง y ∈ จี {\displaystyle y\in G} โดยที่ n y = จี {\displaystyle ny=g} [ 1 ]...

ตัวอย่าง

จำนวนตรรกยะ ​ คิว {\displaystyle \mathbb {Q} } สร้างกลุ่มที่หารลงตัวภายใต้การบวก โดยทั่วไปแล้ว กลุ่มการบวกพื้นฐานของ ปริมาณเวกเตอร์ ใดๆ เหนือ คิว {\displaystyle \mathbb {Q} } หารลงตัว ผลหาร ทุก ผล ของกลุ่มที่หารลงตัวได้ ย่อมหารลงตัวได้เช่นกัน ดังนั้น คิว / ซ...

คุณสมบัติ

ถ้ากลุ่มที่หารลงตัวเป็น กลุ่มย่อย ของกลุ่มอาเบเลียนแล้ว กลุ่มนั้นจะเป็น ผลรวมโดยตรง ของกลุ่มอาเบเลียนนั้น [ 2 ] ทุกกลุ่มอาเบลสามารถ ฝังตัวอยู่ ในกลุ่มที่หารลงตัวได้ [ 3 ] กล่าวอีกนัยหนึ่ง หมวดหมู่ของกลุ่มอาเบล มีอินเจกทีฟ เพียงพอ...