กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

แหวนเกรด

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพีชคณิตนามธรรมวงแหวนแบบมีลำดับขั้น (graded ring)คือวงแหวนที่กลุ่มบวก พื้นฐาน เป็นผลรวมโดยตรงของกลุ่มอาเบเลียน (abelian groups )โดยที่เซตดัชนี...

แหวนเกรด

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพีชคณิตนามธรรมวงแหวนแบบมีลำดับขั้น (graded ring)คือวงแหวนที่กลุ่มบวก พื้นฐาน เป็นผลรวมโดยตรงของกลุ่มอาเบเลียน (abelian groups )โดยที่เซตดัชนี มักจะเป็นเซตของ จำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบหรือเซตของจำนวนเต็ม แต่สามารถเป็นโมโนอิด (monoid ) ใดก็ได้ การแยกส่วนผลรวมโดยตรงมักเรียกว่าการจัดลำดับขั้น (gradationหรือgrading )

โมดูลแบบมีระดับ (graded module)ถูกนิยามในทำนองเดียวกัน (ดูคำนิยามที่ถูกต้องด้านล่าง) มันเป็นการขยายแนวคิดของปริภูมิเวกเตอร์แบบมีระดับ (graded vector spaces ) โมดูลแบบมีระดับที่เป็นวงแหวนแบบมีระดับ (graded ring) ด้วย เรียกว่าพีชคณิตแบบมีระดับ (graded algebra ) วงแหวนแบบมีระดับอาจมองได้ว่าเป็นพีชคณิตแบบมีระดับ (graded ⁠ ⁠ algebra) เช่นกัน

คุณสมบัติการสลับที่ไม่สำคัญ (อันที่จริงไม่ได้ใช้เลย) ในนิยามของวงแหวนแบบมีลำดับขั้น ดังนั้น แนวคิดนี้จึงใช้ได้กับพีชคณิตที่ไม่มีคุณสมบัติการสลับที่ด้วย เช่น เราสามารถพิจารณาพีชคณิตลีแบบมีลำดับขั้นได้

ทรัพย์สินแรก

โดยทั่วไปแล้ว เซตดัชนีของริงแบบแบ่งระดับจะถือว่าเป็นเซตของจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบ เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นโดยชัดแจ้ง ซึ่งในบทความนี้ก็เป็นเช่นนั้น

วงแหวนแบบแบ่งระดับ คือวงแหวนที่สามารถแยกออกเป็นผลรวมโดยตรงได้

ของ กลุ่มสารเติมแต่งโดยที่

สำหรับจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบทั้งหมดและ .

กล่าวกันว่าองค์ประกอบที่ไม่เป็นศูนย์ของ เป็น องค์ประกอบเอกพันธุ์ที่มีดีกรีโดยนิยามของผลรวมโดยตรง องค์ประกอบที่ไม่เป็นศูนย์ทุกตัวของสามารถเขียนเป็นผลรวมได้เพียงแบบเดียวโดยที่แต่ละตัว เป็น 0 หรือ เป็น องค์ประกอบเอก พันธุ์ที่มีดีกรีองค์ประกอบที่ไม่เป็นศูนย์เหล่านี้คือ องค์ประกอบ เอก พันธุ์ของ 

คุณสมบัติพื้นฐานบางประการมีดังนี้:

  • เป็นวงแหวนย่อยของ⁠ ⁠โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เอกลักษณ์การคูณเป็นองค์ประกอบเอกพันธุ์ที่มีดีกรีศูนย์
  • สำหรับค่าใดๆ ก็ตามจะเป็นโมดูลสองด้านและการแยกส่วนผลรวมโดยตรงเป็นผลรวมโดยตรงของโมดูล
  • เป็นพีชคณิตแบบสมาคม​

อุดมคติ

ไอเดียลหนึ่ง เรียก ว่าไอเดีย ลเอกพันธุ์ (homogeneous ideal) ถ้าสำหรับทุกส่วนประกอบเอกพันธุ์ของ ⁠ ⁠ ก็เป็นของด้วย (หรือเทียบเท่า ถ้าเป็นซับโมดูลแบบมีระดับ (graded submodule) ของดู§ โมดูลแบบมีระดับ ) จุดตัดของไอเดียลเอกพันธุ์กับคือซับโมดูล แบบมี ระดับของ ⁠ เรียกว่าส่วน เอก พันธุ์ (homogeneous part ) ที่มีดีกรีเท่ากับ ⁠ ไอเดียลเอกพันธุ์คือผลรวมโดยตรงของส่วนเอกพันธุ์ของมัน

ผลหาร

ถ้าเป็นไอเดียลเอกพันธุ์สองด้านในแล้วก็เป็นวงแหวนแบบแบ่งระดับเช่นกัน โดยแยกย่อยได้ดังนี้

ส่วนเอกพันธุ์ของดีกรีของ คือ ที่ใด

ตัวอย่างพื้นฐาน

โมดูลที่ให้คะแนน

แนวคิดที่สอดคล้องกันในทฤษฎีโมดูลคือโมดูลแบบแบ่งระดับ กล่าวคือ โมดูล ซ้ายMเหนือวงแหวนแบบแบ่งระดับRโดยที่

และ

สำหรับ ทุกiและj

ตัวอย่าง:

  • ปริภูมิเวกเตอร์แบบมีระดับ (graded vector space ) เป็นตัวอย่างหนึ่งของโมดูลแบบมีระดับเหนือฟิลด์ (โดยที่ฟิลด์นั้นมีระดับแบบไม่มีความสำคัญ)
  • วงแหวนแบบมีระดับ (graded ring) คือโมดูลแบบมีระดับเหนือตัวมันเอง ไอเดียลในวงแหวนแบบมีระดับจะเป็นไอเดียลเอกพันธุ์ (homogeneous ideal) ก็ต่อเมื่อมันเป็นโมดูลย่อยแบบมีระดับ (graded submodule) เท่านั้น ตัวทำลาย (annihilator)ของโมดูลแบบมีระดับเป็นไอเดียลเอกพันธุ์
  • เมื่อกำหนดไอเดียล Iในริงสลับที่RและโมดูลR Mแล้ว ผลรวมโดยตรงจะเป็นโมดูลแบบแบ่งระดับเหนือริงแบบแบ่งระดับที่เกี่ยวข้อง

มอร์ฟิซึม ของโมดูลแบบมีระดับ หรือที่เรียกว่ามอร์ฟิซึมแบบมีระดับหรือโฮโมมอร์ฟิซึมแบบมีระดับคือโฮ โม มอร์ฟิซึมของโมดูลพื้นฐานที่เคารพระดับ กล่าวคือ โมดูลย่อยแบบมีระดับ คือ โมดูลย่อยที่เป็นโมดูลแบบมีระดับในตัวของมันเอง และการรวมเชิงเซตเป็นมอร์ฟิซึมของโมดูลแบบมีระดับ กล่าวคือ โมดูลแบบมีระดับNเป็นโมดูลย่อยแบบมีระดับของMก็ต่อเมื่อมันเป็นโมดูลย่อยของM และสอดคล้องกับเงื่อนไข เคอร์เนลและภาพของมอร์ฟิซึมของโมดูลแบบมีระดับเป็นโมดูลย่อยแบบมีระดับ

หมายเหตุ: การให้มอร์ฟิซึมแบบมีระดับจากริงแบบมีระดับหนึ่งไปยังริงแบบมีระดับอีกริงหนึ่ง โดยที่ภาพของมอร์ฟิซึมนั้นอยู่ตรงกลางจะมีผลเช่นเดียวกับการให้โครงสร้างของพีชคณิตแบบมีระดับแก่ริงหลัง

เมื่อกำหนดโมดูลแบบมีระดับแล้ว- ทวิสต์ของคือโมดูลแบบมีระดับซึ่งกำหนดโดย(ดูชีฟทวิสต์ของ Serreในเรขาคณิตเชิงพีชคณิต )

ให้MและNเป็นโมดูลแบบมีระดับ ถ้าf เป็นมอร์ฟิซึมของโมดูลแล้วfจะมีดีกรีdถ้าอนุพันธ์ภายนอกของรูปแบบเชิงอนุพันธ์ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์เป็นตัวอย่างของมอร์ฟิซึมดังกล่าวที่มีดีกรี 1

ค่าคงที่ของโมดูลแบบไล่ระดับ

เมื่อกำหนดโมดูลแบบแบ่งระดับMเหนือวงแหวนแบบแบ่งระดับสลับที่Rแล้ว เราสามารถเชื่อมโยงอนุกรมกำลังอย่างเป็นทางการ ได้ ดังนี้:

(โดยสมมติว่ามี ค่าจำกัด) เรียกว่าอนุกรมฮิลเบิร์ต-ปวงกาเรของM

กล่าวได้ว่าโมดูลแบบไล่ระดับถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัด หากโมดูลพื้นฐานถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัดเช่นกันตัวสร้างอาจถือได้ว่าเป็นเนื้อเดียวกัน (โดยการแทนที่ตัวสร้างด้วยส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกัน)

สมมติว่าRเป็นวงแหวนพหุนาม ⁠ ⁠ , kเป็นฟิลด์ และMเป็นโมดูลแบบแบ่งระดับที่สร้างขึ้นอย่างจำกัดเหนือวงแหวนพหุนามนั้น ฟังก์ชัน`k` เรียกว่าฟังก์ชันฮิลเบิร์ตของMฟังก์ชันนี้ตรงกับพหุนามค่าจำนวนเต็มสำหรับn ที่มีค่ามาก ซึ่งเรียกว่า พหุนามฮิล เบิ ร์ตของM

พีชคณิตแบบแบ่งระดับ

พีชคณิตเชิงสมาคมAบนริงRเรียกว่าพีชคณิตแบบมีระดับชั้นถ้าพีชคณิต A นั้นมีระดับชั้นในฐานะริง

ในกรณีปกติที่วงแหวนRไม่ได้รับการจัดระดับ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าRเป็นฟิลด์) จะได้รับการจัดระดับแบบไม่สำคัญ (ทุกองค์ประกอบของRมีดีกรี 0) ดังนั้นชิ้นส่วนที่ได้รับการจัดระดับจึงเป็นโมดูล R

ในกรณีที่วงแหวนRเป็นวงแหวนแบบไล่ระดับด้วยแล้ว จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขดังต่อไปนี้

กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราต้องการให้Aเป็นโมดูลซ้ายแบบมีระดับเหนือ R

ตัวอย่างของพีชคณิตแบบแบ่งระดับพบได้ทั่วไปในวิชาคณิตศาสตร์:

พีชคณิตแบบแบ่งระดับถูกนำมาใช้มากในพีชคณิตเชิงสลับเปลี่ยนและเรขาคณิตเชิงพีชคณิตพีชคณิตเชิงโฮโมโลยีและโทโพโลยีเชิงพีชคณิตตัวอย่างหนึ่งคือความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดระหว่างพหุนามเอกพันธุ์และวาไรตีเชิงโปรเจกทีฟ (ดูวงแหวนพิกัดเอกพันธุ์ )

อีกตัวอย่างหนึ่งของพีชคณิตแบบแบ่งระดับที่ไม่สลับที่ได้คือพีชคณิตเส้นทางของเลวิตต์ซึ่งมีการแบ่งระดับ ตามธรรมชาติ

วงแหวนและพีชคณิตระดับG

คำจำกัดความข้างต้นได้รับการขยายความไปยังริงที่มีการจัดระดับโดยใช้โมโนอิดG ใดๆ เป็นเซตดัชนีริงR ที่มีการจัดระดับด้วย G คือริงที่มีการแยกส่วนผลรวมโดยตรง

โดยที่

กล่าวกันว่าองค์ประกอบของRที่อยู่ภายในสำหรับบางองค์ประกอบนั้น เป็น เนื้อเดียวกันของเกรดi

แนวคิดเรื่อง "วงแหวนแบบแบ่งระดับ" ที่ได้นิยามไว้ก่อนหน้านี้ จะกลายเป็นสิ่งเดียวกันกับวงแหวนแบบแบ่งระดับ -graded ring โดยที่ -graded ring คือโมโนอิดของจำนวนธรรมชาติภายใต้การบวก นอกจากนี้ นิยามของโมดูลและพีชคณิตแบบแบ่งระดับยังสามารถขยายได้ด้วยวิธีนี้ โดยแทนที่เซตดัชนีด้วยโมโนอิดG ใดๆ ก็ได้

หมายเหตุ:

ตัวอย่าง:

ภาวะการสลับที่กันไม่ได้

วงแหวน (หรือพีชคณิต) บางประเภทที่มีการจัดระดับ จะมี โครงสร้างแบบ แอนติคอมมิวเททีฟแนวคิดนี้ต้องการโฮโมมอร์ฟิซึมของโมโนอิดของการจัดระดับไปยังโมโนอิดแบบบวกของฟิลด์ที่มีสององค์ประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโมโนอิดแบบมีเครื่องหมายประกอบด้วยคู่โดยที่เป็นโมโนอิด และเป็นโฮโมมอร์ฟิซึมของโมโนอิดแบบ บวก วงแหวน ที่มีการจัดระดับแบบแอนติคอมมิวเททีฟคือวงแหวนAที่มีการจัดระดับตามเช่นนั้น:

สำหรับ องค์ประกอบเอกพันธุ์ทั้งหมดxและy

ตัวอย่าง

  • พีชคณิตภายนอกเป็นตัวอย่างของพีชคณิตแบบสลับที่ (anticommutative algebra) ซึ่งมีการจัดลำดับตามโครงสร้างโดยที่คือแผนที่ผลหาร (quotient map)
  • พีชคณิตซูเปอร์คอม มิวเททีฟ (บางครั้งเรียกว่าวงแหวนแอสโซซิเอทีฟแบบสกวิมคอมมิวเททีฟ ) ก็คือพีชคณิตแอน ติคอมมิวเททีฟแบบมีระดับชั้น โดยที่คือแผนที่เอกลักษณ์ของโครงสร้างการบวกของ

โมโนอิดแบบไล่ระดับ

โดยสัญชาตญาณแล้ว โมโนอิดแบบมีระดับ (graded monoid)คือเซตย่อยของริงแบบมีระดับ (graded ring) ที่สร้างขึ้นโดย โดยไม่ใช้ส่วนการบวก กล่าวคือ เซตขององค์ประกอบของโมโนอิดแบบมีระดับคือ

ในทางรูปแบบ โมโนอิดแบบมีระดับ[ 1 ]คือโมโนอิดที่มีฟังก์ชันระดับโดยที่. โปรดทราบว่าระดับของจำเป็นต้องเป็น 0 ผู้เขียนบางคนยังเรียกร้องเพิ่มเติมว่า เมื่อmไม่ใช่เอกลักษณ์

สมมติว่าค่าลำดับขั้นของสมาชิกที่ไม่ใช่เอกลักษณ์ไม่เป็นศูนย์ จำนวนสมาชิกที่มีลำดับขั้นnจะมีค่าอย่างมากที่สุดเท่ากับโดยที่gคือจำนวนสมาชิกของเซตก่อกำเนิดGของโมโนอิด ดังนั้น จำนวนสมาชิกที่มีลำดับขั้นnหรือน้อยกว่าจะมีค่าอย่างมากที่สุดเท่ากับ(สำหรับ) หรือมิฉะนั้น อันที่จริง สมาชิกแต่ละตัวดังกล่าวเป็นผลคูณของสมาชิกG อย่างมากที่สุด n ตัว และมีเพียงผลคูณดังกล่าวเท่านั้นที่มีอยู่ ในทำนองเดียวกัน สมาชิกเอกลักษณ์ไม่สามารถเขียนเป็นผลคูณของสมาชิกที่ไม่ใช่เอกลักษณ์สองตัวได้ กล่าวคือ ไม่มีตัวหารเอกลักษณ์ในโมโนอิดที่มีลำดับขั้นดังกล่าว

อนุกรมกำลังที่จัดทำดัชนีโดยโมโนอิดแบบไล่ระดับ

แนวคิดเหล่านี้ทำให้เราสามารถขยายแนวคิดของวงแหวนอนุกรมกำลังได้ แทนที่จะใช้ตระกูลดัชนีเป็น ตระกูลดัชนีอาจเป็นโมโนอิดแบบมีระดับใดๆ ก็ได้ โดยสมมติว่าจำนวนองค์ประกอบที่มีดีกรีnมีจำนวนจำกัด สำหรับแต่ละจำนวนเต็มn

กล่าว อย่างเป็นทางการมากขึ้น ให้เป็นเซมิริง ใดๆ และเป็นโมโนอิดแบบมีระดับ จากนั้นจะแทนเซมิริงของอนุกรมกำลังที่มีสัมประสิทธิ์ในKที่มีดัชนีโดยRสมาชิกของมันคือฟังก์ชันจากRไปยังKผลรวมของสมาชิกสองตัวถูกกำหนดแบบจุดต่อจุด คือฟังก์ชันที่ส่งไปยังและผลคูณคือฟังก์ชันที่ส่ง ไปยังผลรวมอนันต์ผลรวมนี้ถูกกำหนดอย่างถูกต้อง (กล่าวคือ มีค่าจำกัด) เพราะสำหรับแต่ละmจะ มีคู่ ( p , q )เพียงจำนวนจำกัดเท่านั้นที่pq = m

โมโนอิดอิสระ

ในทฤษฎีภาษาเชิงรูปธรรมเมื่อกำหนดตัวอักษรAแล้วโมโนอิดอิสระของคำบนAสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นโมโนอิดแบบแบ่งระดับ โดยที่ระดับของคำคือความยาวของคำนั้น

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

การอ้างอิง

  1. ^ Sakarovitch, Jacques (2009). "ตอนที่ 2: พลังแห่งพีชคณิต" องค์ประกอบของทฤษฎีออโตมาตาแปลโดย Thomas, Reuben สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ หน้า 384 ISBN 978-0-521-84425-3. Zbl  1188.68177 .

เอกสารอ้างอิง

  • Lang, Serge (2002), พีชคณิต , ตำราเรียนคณิตศาสตร์ระดับบัณฑิตศึกษา , เล่มที่ 211 (ฉบับปรับปรุงครั้งที่ 3), นิวยอร์ก: Springer-Verlag, ISBN 978-0-387-95385-4, MR  1878556.
  • เบอร์บากิ, เอ็น. (1974) "บทที่ 1–3, 3 §3" พีชคณิต 1 สปริงเกอร์. ไอเอสบีเอ็น 978-3-540-64243-5.
  • สตีนบริงค์ เจ. (1977) “รูปแบบการแยกสำหรับเอกพจน์เสมือนกึ่งเนื้อเดียวกัน” (PDF ) คอมโพสิตคณิตศาสตร์ . 34 (2): 211–223 ดูหน้า. 211. ISSN  0010-437X .
  • มัตสึมูระ, ฮ. (1989). "ทฤษฎี 5 มิติ §S3 วงแหวนแบบแบ่งระดับ ฟังก์ชันฮิลเบิร์ต และฟังก์ชันซามูเอล" ทฤษฎีวงแหวนสลับที่ การศึกษาคณิตศาสตร์ขั้นสูงของเคมบริดจ์ เล่มที่ 8 แปลโดย รีด, เอ็ม. (ฉบับที่ 2) สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ISBN 978-1-107-71712-1.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Graded_ring&oldid=1344942752 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แหวนเกรด

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพีชคณิตนามธรรมวงแหวนแบบมีลำดับขั้น (graded ring)คือวงแหวนที่กลุ่มบวก พื้นฐาน เป็นผลรวมโดยตรงของกลุ่มอาเบเลียน (abelian groups )โดยที่เซตดัชนี...

ทรัพย์สินแรก

โดยทั่วไปแล้ว เซตดัชนีของริงแบบแบ่งระดับจะถือว่าเป็นเซตของจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบ เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นโดยชัดแจ้ง ซึ่งในบทความนี้ก็เป็นเช่นนั้น

อุดมคติ

ไอ เดียลหนึ่ง เรียก ว่าไอเดีย ลเอกพันธุ์ (homogeneous ideal) ถ้าสำหรับทุก ⁠ ⁠ ส่วนประกอบเอกพันธุ์ของ ⁠ ⁠ ก็เป็นของ ⁠ ⁠ ด้วย (หรือเทียบเท่า ถ้าเป็นซับโมดูลแบบมีระดับ (graded submodule) ของ ⁠ ⁠ ดู § โมดูลแบบมีระดับ ) จุดตัด ของไอเดียลเอกพันธุ์ กับ ⁠ ⁠ คือ...

ผลหาร

ถ้าเป็นไอเดียลเอกพันธุ์สองด้านใน ⁠ ⁠ แล้วก็เป็นวงแหวนแบบแบ่งระดับเช่นกัน โดยแยกย่อยได้ดังนี้ ฉัน {\displaystyle I} อาร์ {\displaystyle R} อาร์ / ฉัน {\displaystyle R/I}