กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 15 นาที

วงแหวนตรงข้าม

เปลี่ยนทางจากหัวข้อย่อย

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะพีชคณิตนามธรรมสิ่งที่ตรงข้ามกับริงคือริงอีกอันที่มีองค์ประกอบและการดำเนินการบวกเหมือนกัน แต่การคูณจะทำในลำดับที่กลับกัน กล่าวให้ชัดเจนยิ่งขึ้น...

วงแหวนตรงข้าม

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะพีชคณิตนามธรรมสิ่งที่ตรงข้ามกับริงคือริงอีกอันที่มีองค์ประกอบและการดำเนินการบวกเหมือนกัน แต่การคูณจะทำในลำดับที่กลับกัน กล่าวให้ชัดเจนยิ่งขึ้น สิ่งที่ตรงข้ามกับริง( R , +, )คือริง( R , +, ∗)ซึ่งการคูณ ∗ ถูกกำหนดโดยab = b aสำหรับทุกa , bในR [ 1 ] [ 2 ]ริงที่ตรงข้ามสามารถใช้เพื่อกำหนดมัลติโมดูลซึ่งเป็นการวางนัยทั่วไปของไบโมดูล นอกจาก นี้ ยังช่วยชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่าง โมดูลซ้ายและขวา(ดู§  คุณสมบัติ )

โมโนอิดกลุ่มวงแหวนและพีชคณิตล้วนสามารถมองได้ว่าเป็นหมวดหมู่ ที่มี วัตถุเดียวการสร้างหมวดหมู่ตรงข้ามเป็นการขยายแนวคิด ของ กลุ่มตรงข้ามวงแหวนตรงข้าม เป็นต้น

ความสัมพันธ์กับออโตมอร์ฟิซึมและแอนติออโตมอร์ฟิซึม

ในส่วนนี้ สัญลักษณ์สำหรับการคูณในวงแหวนตรงข้ามจะเปลี่ยนจากเครื่องหมายดอกจันเป็นรูปเพชร เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับตัวดำเนินการเอกภาคบางอย่าง

วงแหวนเรียกว่า วงแหวน ตรงข้ามตัวเองหากเป็นไอโซมอร์ฟิกกับวงแหวนตรงข้าม[ 3 ] [ 4 ] [ a ] ​​ซึ่งชื่อนี้บ่งชี้ว่าอาร์โอพี{\displaystyle R^{\text{op}}}โดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับอาร์{\displaystyle R} .

วงแหวนสลับที่ทั้งหมดเป็นวงแหวนตรงข้ามในตัวเอง

ให้เรากำหนดนิยามของแอนติไอโซมอร์ฟิซึม

ไอ:(อาร์,)(อาร์,){\displaystyle \iota :(R,\diamond )\to (R,\cdot )} โดยที่ไอ(เอ)=เอ{\displaystyle \iota (a)=a}สำหรับเออาร์{\displaystyle a\in R} . []

มันเป็นแอนติไอโซมอร์ฟิซึมอย่างแท้จริง เนื่องจากไอ(เอ)=เอ=เอ=ไอ()ไอ(เอ){\displaystyle \iota (a\diamond b)=a\diamond b=b\cdot a=\iota (b)\cdot \iota (a)}แอนติไอโซมอร์ฟิซึมไอ{\displaystyle \iota }สามารถนิยามได้โดยทั่วไปสำหรับเซมิกรุป โมโนอิด กรุป ริง รังเทียม และพีชคณิต ในกรณีของริง (และรังเทียม) เราจะได้ความสมมูลทั่วไป

วงแหวน[ c ]จะเป็นวงแหวนตรงข้ามตัวเองก็ต่อเมื่อมีแอนติออโตมอร์ฟิซึมอย่างน้อยหนึ่งตัว

หลักฐาน: {\displaystyle \Rightarrow }:ให้(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )}เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับตัวเอง ถ้าเอฟ:(อาร์,)(อาร์,){\displaystyle f:(R,\cdot )\to (R,\diamond )}ถ้าเป็นการสมมาตรกันไอเอฟ{\displaystyle \iota \circ f}เนื่องจากเป็นองค์ประกอบของแอนติไอโซมอร์ฟิซึมและไอโซมอร์ฟิซึม จึงเป็นแอนติไอโซมอร์ฟิซึมจาก(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )}ไปสู่ตัวมันเอง ดังนั้นจึงเกิดภาวะต่อต้านออโตมอร์ฟิซึม

{\displaystyle \Leftarrow }:ถ้าจี:(อาร์,)(อาร์,){\displaystyle g:(R,\cdot )\to (R,\cdot )}นั่นคือแอนติออโตมอร์ฟิซึม(ไอ1จี):(อาร์,)(อาร์,){\displaystyle (\iota ^{-1}\circ g):(R,\cdot )\to (R,\diamond )}เป็นไอโซมอร์ฟิซึมที่เกิดจากการประกอบกันของแอนติไอโซมอร์ฟิซึมสองตัว ดังนั้น(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )}เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับตัวเอง

และ

ถ้า(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )}เป็นสิ่งที่ตรงข้ามกับตัวเอง และเป็นกลุ่มของออโตมอร์ฟิซึมออท(อาร์,){\displaystyle \operatorname {Aut} (R,\cdot )}ถ้าจำนวนจำกัด จำนวนของแอนติออโตมอร์ฟิซึมจะเท่ากับจำนวนของออโตมอร์ฟิซึม

บทพิสูจน์: จากสมมติฐานและความสมมูลข้างต้น จะมีแอนติออโตมอร์ฟิซึมอยู่ หากเราเลือกหนึ่งในนั้นและกำหนดให้เป็นq{\displaystyle q}จากนั้นแผนที่ชม.qชม.{\displaystyle h\mapsto q\circ h}โดยที่ชม.{\displaystyle h}วิ่งทับออท(อาร์,){\displaystyle \operatorname {Aut} (R,\cdot )}ชัดเจนว่าเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง (injective )แต่ก็เป็นฟังก์ชันทั่วถึง (surjective) ด้วย เนื่องจากแต่ละแอนติออโตมอร์ฟิซึมจี=q(q1จี)=qชม.{\displaystyle g=q\circ (q^{-1}\circ g)=q\circ h}สำหรับออโตมอร์ฟิซึมบางอย่างชม.{\displaystyle h} .

สามารถพิสูจน์ได้ในทำนองเดียวกันว่า ภายใต้สมมติฐานเดียวกัน จำนวนไอโซมอร์ฟิซึมจาก(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )}ถึง(อาร์,){\displaystyle (R,\diamond )}เท่ากับจำนวนแอนติออโตมอร์ฟิซึมของ(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )} .

หากมีแอนติออโตมอร์ฟิซึมบางอย่างจี{\displaystyle g}นอกจากนี้ยังเป็นออโตมอร์ฟิซึมด้วย ดังนั้นสำหรับแต่ละเอ,(อาร์,){\displaystyle a,b\in (R,\cdot )}

จี(เอ)=จี()จี(เอ)=จี(เอ){\displaystyle g(a\cdot b)=g(b)\cdot g(a)=g(b\cdot a)}

เนื่องจากจี{\displaystyle g}เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งทั่วถึง (bijective)เอ=เอ{\displaystyle a\cdot b=b\cdot a}สำหรับทุกคนเอ{\displaystyle a}และ{\displaystyle b}ดังนั้นวงแหวนจึงเป็นวงแหวนสลับที่ได้ และแอนติออโตมอร์ฟิซึมทั้งหมดเป็นออโตมอร์ฟิซึม โดยหลักการผกผัน ถ้าวงแหวนไม่เป็นวงแหวนสลับที่ได้ (และตรงข้ามกับตัวเอง) แล้วแอนติออโตมอร์ฟิซึมใดๆ ก็จะไม่ใช่ออโตมอร์ฟิซึม

กำหนดให้โดยจี{\displaystyle G}กลุ่มของออโตมอร์ฟิซึมทั้งหมดรวมกับแอนติออโตมอร์ฟิซึมทั้งหมด ข้อสังเกตข้างต้นบ่งชี้ว่า|จี|=2|เอคุณที(อาร์,)|{\displaystyle \vert G\vert =2\vert \mathrm {Aut} (R,\cdot )\vert }ถ้าวงแหวน (หรือ rng) เป็นวงแหวนไม่สลับที่และมีคุณสมบัติตรงข้ามในตัวเอง ถ้าเป็นวงแหวนสลับที่หรือมีคุณสมบัติตรงข้ามในตัวเองแล้ว|จี|=|เอคุณที(อาร์,)|{\displaystyle \vert G\vert =\vert \mathrm {Aut} (R,\cdot )\vert } .

ตัวอย่าง

วงแหวนไม่สลับที่ที่เล็กที่สุดที่มีเอกลักษณ์

แหวนขนาดเล็กที่สุดในลักษณะดังกล่าวอาร์{\displaystyle R}มีองค์ประกอบแปดตัวและเป็นวงแหวนที่ไม่สลับที่ เพียงวงเดียว ในบรรดาวงแหวน 11 วงที่มีเอกลักษณ์อันดับ 8 จนถึงไอโซมอร์ฟิซึม[ 5 ]มีกลุ่มบวกซี2×ซี2×ซี2=ซี23{\displaystyle \mathrm {C} _{2}\times \mathrm {C} _{2}\times \mathrm {C} _{2}=\mathrm {C} _{2}^{3}}[ 3 ] : 76ชัดเจนอาร์โอพี{\displaystyle R^{\text{op}}}มีสมมาตรตรงข้ามกับอาร์{\displaystyle R}เช่นเดียวกับที่เคยเป็นมาเสมอ แต่มันก็มีโครงสร้างสมมาตรกับ ⁠ ด้วยอาร์{\displaystyle R}ตารางการบวกและการคูณใน ... ด้านล่างนี้คือตารางการบวกและการคูณใน ...อาร์{\displaystyle R} , [ d ]และการคูณในวงแหวนตรงข้าม ซึ่งเป็นตารางสลับตำแหน่ง

ส่วนที่เพิ่มเข้าไป
+01234567
001234567
110675423
226043715
337402651
445320176
554761032
662157304
773516240
   
การคูณ
{\displaystyle \cdot }01234567
000000000
101234567
202137564
303536560
404404004
505330566
606606006
707707007
   
การคูณตรงข้าม
{\displaystyle \diamond }01234567
000000000
101234567
202154367
303330300
404764067
505550500
606660600
707404667

เพื่อพิสูจน์ว่าวงแหวนทั้งสองสมมาตรกัน ให้ใช้แผนที่หนึ่งเอฟ:อาร์โอพีอาร์{\displaystyle f:R^{\text{op}}\to R}กำหนดโดยตาราง

ไอโซมอร์ฟิซึมระหว่างอาร์{\displaystyle R}และอาร์โอพี{\displaystyle R^{\text{op}}}
x{\displaystyle x}01234567
เอฟ(x){\displaystyle f(x)}01243765

แผนที่นี้สลับองค์ประกอบเพียงสองคู่เท่านั้น:34{\displaystyle 3\leftrightarrow 4}และ57{\displaystyle 5\leftrightarrow 7}เปลี่ยนชื่อองค์ประกอบในตารางการคูณให้เหมาะสมสำหรับ{\displaystyle \diamond }(อาร์กิวเมนต์และค่าต่างๆ) จากนั้น จัดเรียงแถวและคอลัมน์ใหม่เพื่อให้ค่าอาร์กิวเมนต์เรียงลำดับจากน้อยไปมาก ตารางจะกลายเป็นตารางการคูณของ⁠ อย่างถูกต้องอาร์{\displaystyle R}การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันในตารางของกลุ่มบวกจะให้ผลลัพธ์เป็นตารางเดียวกันดังนั้นเอฟ{\displaystyle f}เป็นออโตมอร์ฟิซึมของกลุ่มนี้ และเนื่องจากเอฟ(1)=1{\displaystyle f(1)=1}มันเป็นการสมมาตรของวงแหวนอย่างแท้จริง

แผนที่นี้เป็นแบบผกผัน กล่าวคือเอฟเอฟ=รหัส{\displaystyle f\circ f={\text{id}}}ดังนั้นเอฟ1{\displaystyle f^{-1}}=เอฟ{\displaystyle f}และมันเป็นไอโซมอร์ฟิซึมจากอาร์{\displaystyle R}ถึงอาร์โอพี{\displaystyle R^{\text{op}}}ได้ดีพอๆ กัน

ดังนั้น การเรียงสับเปลี่ยนเอฟ{\displaystyle f}สามารถตีความใหม่เพื่อกำหนดนิยามของไอโซมอร์ฟิซึมได้เอฟ:(อาร์,)(อาร์,){\displaystyle f:(R,\cdot )\rightarrow (R,\diamond )}แล้วก็q=ไอเอฟ{\displaystyle q=\iota \circ f}เป็นแอนติออโตมอร์ฟิซึมของ(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )}กำหนดให้โดยการเรียงสับเปลี่ยนแบบเดียวกันq=(3,4)(5,7){\displaystyle q=(3,4)(5,7)} .

แหวนอาร์{\displaystyle R}มีออโตมอร์ฟิซึมสองตัวพอดี: เอกลักษณ์รหัสอาร์{\displaystyle \operatorname {id} _{R}}และพี=(3,5)(4,7){\displaystyle p=(3,5)(4,7)}นั่นคือออท(อาร์)={รหัสอาร์,พี}{\displaystyle \operatorname {Aut} (R)=\{\operatorname {id} _{R},p\}}ดังนั้นจึงเป็นกลุ่มทั้งหมดจี{\displaystyle G}มีองค์ประกอบสี่อย่าง โดยสองอย่างเป็นแอนติออโตมอร์ฟิซึม หนึ่งในนั้นคือq{\displaystyle q}และประการที่สอง ให้ใช้สัญลักษณ์แทนด้วย{\displaystyle r}สามารถคำนวณได้

=qพี=(3,4)(5,7)(3,5)(4,7)=(3,7)(4,5){\displaystyle r=q\circ p=(3,4)(5,7)(3,5)(4,7)=(3,7)(4,5)}
จี={รหัสอาร์,พี,q,}={รหัสอาร์,(3,5)(4,7),(3,4)(5,7),(3,7)(4,5)}{\displaystyle G=\{\operatorname {id} _{R},p,q,r\}=\{\operatorname {id} _{R},(3,5)(4,7),(3,4)(5,7),(3,7)(4,5)\}}

ไม่มีสมาชิกที่มีอันดับ 4 ดังนั้นกลุ่มนี้จึงไม่ใช่กลุ่มวัฏจักรและต้องเป็นกลุ่มอื่นดี2{\displaystyle \mathrm {D} _{2}}( กลุ่มไคลน์)เค4{\displaystyle \mathrm {K} _{4}}ซึ่งสามารถยืนยันได้ด้วยการคำนวณ กลุ่มสมมาตรของวงแหวนนี้มีลักษณะเหมือนกับกลุ่มสมมาตรของสี่เหลี่ยมผืนผ้า

วงแหวนไม่สลับที่ที่มี 27 สมาชิก

วงแหวนของเมทริกซ์สามเหลี่ยมบนขนาด2 × 2เหนือฟิลด์ที่มี 3 องค์ประกอบเอฟ3{\displaystyle {\text{F}}_{3}}มีสมาชิก 27 ตัวและเป็นวงแหวนไม่สลับที่กัน เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวจนถึงไอโซมอร์ฟิซึม กล่าวคือ วงแหวนไม่สลับที่กันทั้งหมดที่มีเอกลักษณ์และสมาชิก 27 ตัวเป็นไอโซมอร์ฟิซึมกับวงแหวนนี้[ 5 ] [ 6 ]วงแหวนไม่สลับที่กันที่ใหญ่ที่สุดเอส{\displaystyle S}ที่ระบุไว้ใน "คัมภีร์แห่งแหวน" มี 27 องค์ประกอบ และเป็นไอโซมอร์ฟิกด้วย ในส่วนนี้จะแสดงสัญลักษณ์จาก "คัมภีร์" สำหรับองค์ประกอบของเอส{\displaystyle S}มีการใช้งาน ควรคำนึงถึงสองสิ่งคือ องค์ประกอบที่ระบุโดย18{\displaystyle 18}คือความเป็นเอกภาพของเอส{\displaystyle S}และนั่น1{\displaystyle 1}ไม่ใช่เอกภาพ[ 4 ] : 369กลุ่มบวกของเอส{\displaystyle S}คือซี33{\displaystyle \mathrm {C} _{3}^{3}} . [ 4 ] : 330

กลุ่มของออโตมอร์ฟิซึมทั้งหมดออท(เอส){\displaystyle \operatorname {Aut} (S)}ประกอบด้วย 6 องค์ประกอบ:

ชม.1=รหัสเอสชม.2=(1,13,25)(2,26,14)(4,16,19)(5,20,17)(7,10,22)(8,23,11)ชม.3=(1,25,13)(2,14,26)(4,19,16)(5,17,20)(7,22,10)(8,11,23)=ชม.21=ชม.22ชม.4=(4,16)(5,17)(7,22)(8,23)(13,25)(14,26)(3,15)(6,21)(12,24)ชม.5=(1,13)(2,26)(4,19)(8,11)(10,22)(17,20)(3,15)(6,21)(12,24)ชม.6=(1,25)(2,14)(5,20)(7,10)(11,23)(16,19)(3,15)(6,21)(12,24).{\displaystyle {\begin{aligned}h_{1}&=\operatorname {id} _{S}\\h_{2}&=(1,13,25)(2,26,14)(4,16,19)(5,20,17)(7,10,22)(8,23,11)\\h_{3}&=(1,25,13)(2,14,26)(4,19,16)(5,17,20)(7,22,10)(8,11,23)=h_{2}^{-1}=h_{2}^{2}\\h_{4}&=(4,16)(5,17)(7,22)(8,23)(13,25)(14,26)(3,15)(6,21)(12,24)\\h_{5}&=(1,13)(2,26)(4,19)(8,11)(10,22)(17,20)(3,15)(6,21)(12,24)\\h_{6}&=(1,25)(2,14)(5,20)(7,10)(11,23)(16,19)(3,15)(6,21)(12,24).\end{aligned}}}

เนื่องจากเอส{\displaystyle S}เป็นสิ่งที่ตรงข้ามกับตัวเอง และยังมีแอนติออโตมอร์ฟิซึม 6 ตัว มีไอโซมอร์ฟิซึม 1 ตัวเอฟ:(เอส,)(เอส,){\displaystyle f:(S,\cdot )\to (S,\diamond )}คือเอฟ=(1,14,13,2,25,26)(4,20,16,17,19,5)(7,8,10,23,22,11)(3,15)(6,21)(12,24){\displaystyle f=(1,14,13,2,25,26)(4,20,16,17,19,5)(7,8,10,23,22,11)(3,15)(6,21)(12,24)}ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยใช้ตารางการดำเนินการใน "หนังสือ" เช่นเดียวกับตัวอย่างแรก โดยการเปลี่ยนชื่อและจัดเรียงใหม่ ในครั้งนี้ การเปลี่ยนแปลงควรทำในตารางการดำเนินการดั้งเดิมของเอส=(เอส,){\displaystyle S=(S,\cdot )}ผลลัพธ์ที่ได้คือตารางการคูณของเอสโอพี=(เอส,){\displaystyle S^{\operatorname {op} }=(S,\diamond )}และตารางการบวกยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นจึงมีแอนติออโตมอร์ฟิซึมหนึ่งตัว

q1=ไอเอฟ=(1,14,13,2,25,26)(4,20,16,17,19,5)(7,8,10,23,22,11)(3,15)(6,21)(12,24){\displaystyle q_{1}=\iota \circ f=(1,14,13,2,25,26)(4,20,16,17,19,5)(7,8,10,23,22,11)(3,15)(6,21)(12,24)}

ได้มาจากการเรียงสับเปลี่ยนแบบเดียวกัน ส่วนอีกห้าค่าสามารถคำนวณได้ (ในสัญกรณ์การคูณจะใช้สัญลักษณ์การประกอบ){\displaystyle \circ }สามารถทิ้งได้):

q2=q1ชม.2=(1,14,13,2,25,26)(4,20,16,17,19,5)(7,8,10,23,22,11)(3,15)(6,21)(12,24)(1,13,25)(2,26,14)(4,16,19)(5,20,17)(7,10,22)(8,23,11)=[(1,14,13,2,25,26)(1,13,25)(2,26,14)][(4,20,16,17,19,5)(4,16,19)(5,20,17)][(7,8,10,23,22,11)(7,10,22)(8,23,11)](3,15)(6,21)(12,24)=(1,2)(13,26)(14,25)(4,17)(5,16)(19,20)(7,23)(8,22)(10,11)(3,15)(6,21)(12,24)=(1,2)(4,17)(5,16)(7,23)(8,22)(10,11)(13,26)(14,25)(19,20)(3,15)(6,21)(12,24)q3=q1ชม.3=(1,26,25,2,13,14)(4,5,19,17,16,20)(7,11,22,23,10,8)(3,15)(6,21)(12,24)=q11q4=q1ชม.4=(1,14)(2,25)(4,17)(5,19)(7,11)(8,22)(10,23)(13,26)(16,20)q5=q1ชม.5=(1,2)(4,5)(7,8)(10,11)(13,14)(16,17)(19,20)(22,23)(25,26)q6=q1ชม.6=(1,26)(2,13)(4,20)(5,16)(7,23)(8,10)(11,22)(14,25)(17,19){\displaystyle {\begin{aligned}q_{2}&=q_{1}h_{2}=(1,14,13,2,25,26)(4,20,16,17,19,5)(7,8,10,23,22,11)(3,15)(6,21)(12,24)\\&\quad \cdot (1,13,25)(2,26,14)(4,16,19)(5,20,17)(7,10,22)(8,23,11)\\&=[(1,14,13,2,25,26)(1,13,25)(2,26,14)][(4,20,16,17,19,5)(4,16,19)(5,20,17)]\\&\quad \cdot [(7,8,10,23,22,11)(7,10,22)(8,23,11)](3,15)(6,21)(12,24)\\&=(1,2)(13,26)(14,25)(4,17)(5,16)(19,20)(7,23)(8,22)(10,11)(3,15)(6,21)(12,24)\\&=(1,2)(4,17)(5,16)(7,23)(8,22)(10,11)(13,26)(14,25)(19,20)(3,15)(6,21)(12,24)\\q_{3}&=q_{1}h_{3}=(1,26,25,2,13,14)(4,5,19,17,16,20)(7,11,22,23,10,8)(3,15)(6,21)(12,24)=q_{1}^{-1}\\q_{4}&=q_{1}h_{4}=(1,14)(2,25)(4,17)(5,19)(7,11)(8,22)(10,23)(13,26)(16,20)\\q_{5}&=q_{1}h_{5}=(1,2)(4,5)(7,8)(10,11)(13,14)(16,17)(19,20)(22,23)(25,26)\\q_{6}&=q_{1}h_{6}=(1,26)(2,13)(4,20)(5,16)(7,23)(8,10)(11,22)(14,25)(17,19)\end{aligned}}}

จี={ชม.1,ชม.2,ชม.3,ชม.4,ชม.5,ชม.6,q1,q2,q3,q4,q5,q6}.{\displaystyle G=\{h_{1},h_{2},h_{3},h_{4},h_{5},h_{6},q_{1},q_{2},q_{3},q_{4},q_{5},q_{6}\}.}

กลุ่มจี{\displaystyle G}มีสมาชิกอันดับ 2 จำนวน 7 ตัว (ออโตมอร์ฟิซึม 3 ตัว และแอนติออโตมอร์ฟิซึม 4 ตัว) และสามารถระบุได้ว่าเป็นกลุ่มไดเฮดรัลดี6{\displaystyle \mathrm {D} _{6}}[ e ] (ดูรายชื่อกลุ่มเล็ก ๆ) ในเชิงเปรียบเทียบทางเรขาคณิต วงแหวนเอส{\displaystyle S}มี "กลุ่มสมมาตร"จี{\displaystyle G}ไอ โซมอร์ฟิกกับกลุ่มสมมาตรของ3-แอนติปริซึม [ f ]ซึ่งเป็นกลุ่มจุดดี3{\displaystyle \mathrm {D} _{\mathrm {3d} }}ในสัญกรณ์ของ Schoenfliesหรือ3¯{\displaystyle {\overline {3}}m}กล่าวโดยย่อคือ สัญกรณ์เฮอร์มันน์-โมแกงสำหรับพื้นที่สามมิติ

วงแหวนที่ไม่ตรงข้ามตัวเองที่เล็กที่สุดที่มีความเป็นเอกภาพ

วงแหวนทั้งหมดที่มีเอกภาพที่มีอันดับตั้งแต่ 9 ถึง 15 นั้นเป็นแบบสลับที่ได้[ 5 ]ดังนั้นจึงเป็นแบบตรงข้ามในตัวเอง วงแหวนที่ไม่เป็นแบบตรงข้ามในตัวเองปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรกในวงแหวนที่มีอันดับ 16 มีวงแหวนที่ไม่เป็นแบบตรงข้ามในตัวเองที่แตกต่างกัน 4 วงจากจำนวนวงแหวนทั้งหมด 50 วงที่มีเอกภาพ[ 7 ]ซึ่งมี 16 องค์ประกอบ (37 [ 8 ]เป็นแบบสลับที่ได้และ 13 [ 5 ]เป็นแบบสลับที่ไม่ได้) [ 6 ] วงแหวน เหล่านี้สามารถจับคู่กันได้เป็นสองคู่ของวงแหวนที่ตรงข้ามกัน และจำเป็นต้องมีกลุ่มบวกเดียวกัน เนื่องจากแอนติไอโซมอร์ฟิซึมของวงแหวนคือไอโซมอร์ฟิซึมของกลุ่มบวกของวงแหวนเหล่านั้น

แหวนหนึ่งคู่อาร์1{\displaystyle R_{1}}[ 3 ] : 330และอาร์2=อาร์1โอพี{\displaystyle R_{2}=R_{1}^{\text{op}}}มีหมู่สารเติมแต่งซี4×ซี2×ซี2{\displaystyle \mathrm {C} _{4}\times \mathrm {C} _{2}\times \mathrm {C} _{2}}[ 3 ] : 262และคู่อื่นอาร์3{\displaystyle R_{3}}[ 3 ] : 535และอาร์4=อาร์3โอพี{\displaystyle R_{4}=R_{3}^{\text{op}}}, [ 3 ] : 541กลุ่มซี2×ซี2×ซี2×ซี2=ซี24{\displaystyle \mathrm {C} _{2}\times \mathrm {C} _{2}\times \mathrm {C} _{2}\times \mathrm {C} _{2}=\mathrm {C} _{2}^{4}}[ 3 ] : 433 ตารางการ ดำเนิน การของพวกเขาไม่ได้นำเสนอในบทความนี้ เนื่องจากสามารถพบ ได้ในแหล่งที่มาที่อ้างถึง และสามารถตรวจสอบได้ว่าอาร์3โอพี=อาร์4{\displaystyle R_{3}^{\text{op}}=R_{4}}พวกมันตรงข้ามกัน แต่ไม่เหมือนกันทุกประการ เช่นเดียวกับคู่อาร์1{\displaystyle R_{1}}และอาร์2{\displaystyle R_{2}}อย่างไรก็ตามแหวนวงนั้นอาร์~2{\displaystyle {\widetilde {R}}_{2}}[ 3 ] : 335ที่ระบุไว้ใน "The Book of the Rings" ไม่เท่ากันแต่เป็นเพียงไอโซมอร์ฟิกกับอาร์2{\displaystyle R_{2}} .

วงแหวนไม่สลับ ที่ที่เหลืออีก13 − 4 = 9 วงเป็นวงแหวนที่ตรงข้ามกันเอง

พีชคณิตอิสระที่มีตัวสร้างสองตัว

พีชคณิตอิสระเคx,y{\displaystyle k\langle x,y\rangle }เหนือทุ่งนาเค{\displaystyle k}พร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าx,y{\displaystyle x,y}มีการคูณมาจากการคูณคำ ตัวอย่างเช่น

(2x2yx+3yxy)(xyxy+1)= 2x2yx2yxy+2x2yx+3yxyxyxy+3yxy.{\displaystyle {\begin{aligned}(2x^{2}yx+3yxy)\cdot (xyxy+1)=&{\text{ }}2x^{2}yx^{2}yxy+2x^{2}yx\\&+3yxyxyxy+3yxy.\end{aligned}}}

จากนั้นพีชคณิตตรงข้ามจะมีค่าการคูณที่กำหนดโดย

(2x2yx+3yxy)*(xyxy+1)=(xyxy+1)(2x2yx+3yxy)=2xyxyx2yx+3xyxy2xy+2x2yx+3yxy,{\displaystyle {\begin{aligned}(2x^{2}yx+3yxy)*(xyxy+1)&=(xyxy+1)\cdot (2x^{2}yx+3yxy)\\&=2xyxyx^{2}yx+3xyxy^{2}xy+2x^{2}yx+3yxy,\end{aligned}}}

ซึ่งไม่ใช่องค์ประกอบที่เท่ากัน

พีชคณิตควอเทอร์เนียน

พีชคณิตควอเทอร์เนียนชม(เอ,){\displaystyle H(a,b)}[ 9 ]เหนือทุ่งนาเอฟ{\displaystyle F}กับเอ,เอฟ×{\displaystyle a,b\in F^{\times }}เป็นพีชคณิตการหารที่กำหนดโดยตัวสร้างสามตัวฉัน,เจ,เค{\displaystyle i,j,k}ด้วยความสัมพันธ์

ฉัน2=เอ, เจ2=, เค=ฉันเจ=เจฉัน{\displaystyle i^{2}=a,\ j^{2}=b,\ k=ij=-ji}

องค์ประกอบทั้งหมดxชม(เอ,){\displaystyle x\in H(a,b)}อยู่ในรูปแบบ

x=x0+xฉันฉัน+xเจเจ+xเคเค{\displaystyle x=x_{0}+x_{i}i+x_{j}j+x_{k}k}, ที่ไหนx0,xฉัน,xเจ,xเคเอฟ{\displaystyle x_{0},x_{i},x_{j},x_{k}\in F}

ตัวอย่างเช่น ถ้าเอฟ=อาร์{\displaystyle F=\mathbb {R} }, แล้วชม(1,1){\displaystyle H(-1,-1)}คือพีชคณิตควอเทอร์เนียนแบบปกติ

ถ้าการคูณของชม(เอ,){\displaystyle H(a,b)}ถูกกำหนดไว้{\displaystyle \cdot }มันมีตารางการคูณอยู่ด้วย

{\displaystyle \cdot }ฉัน{\displaystyle i}เจ{\displaystyle j}เค{\displaystyle k}
ฉัน{\displaystyle i}เอ{\displaystyle a}เค{\displaystyle k}เอเจ{\displaystyle aj}
เจ{\displaystyle j}เค{\displaystyle -k}{\displaystyle b}ฉัน{\displaystyle -bi}
เค{\displaystyle k}เอเจ{\displaystyle -aj}ฉัน{\displaystyle bi}เอ{\displaystyle -ab}

จากนั้นก็เป็นพีชคณิตตรงข้ามชม(เอ,)โอพี{\displaystyle H(a,b)^{\text{op}}}โดยมีการคูณกำกับไว้*{\displaystyle *}มีโต๊ะ

*{\displaystyle *}ฉัน{\displaystyle i}เจ{\displaystyle j}เค{\displaystyle k}
ฉัน{\displaystyle i}เอ{\displaystyle a}เค{\displaystyle -k}เอเจ{\displaystyle -aj}
เจ{\displaystyle j}เค{\displaystyle k}{\displaystyle b}ฉัน{\displaystyle bi}
เค{\displaystyle k}เอเจ{\displaystyle aj}ฉัน{\displaystyle -bi}เอ{\displaystyle -ab}

วงแหวนสลับที่ได้

วงแหวนสลับที่(อาร์,){\displaystyle (R,\cdot )}มีโครงสร้างเหมือนกับวงแหวนตรงข้าม(อาร์,*)=อาร์โอพี{\displaystyle (R,*)=R^{\text{op}}}เนื่องจากxy=yx=x*y{\displaystyle x\cdot y=y\cdot x=x*y}สำหรับทุกคนx{\displaystyle x}และy{\displaystyle y}ในอาร์{\displaystyle R}พวกเขามีความเท่าเทียมกันด้วยซ้ำ(อาร์,*)=(อาร์,){\displaystyle (R,*)=(R,\cdot )}เนื่องจากการดำเนินการของพวกมันเท่ากันกล่าวคือ*={\displaystyle *=\cdot } .

คุณสมบัติ

  • วงแหวนสองวงR และR จะเป็นไอโซมอร์ฟิกกันก็ต่อเมื่อวงแหวนตรงข้ามที่สอดคล้องกันของทั้งสองวงเป็นไอโซมอร์ฟิกกันด้วย
  • สิ่งที่ตรงข้ามกับสิ่ง ที่ตรงข้ามกับวงแหวนRจะเหมือนกับRนั่นคือ ( R op ) op = R
  • วงแหวนหนึ่งกับวงแหวนตรงข้ามนั้นมีสมบัติแอนติไอโซมอร์ฟิกกัน
  • วงแหวนจะสลับที่ได้ก็ต่อเมื่อการดำเนินการของมันตรงกับการดำเนินการตรงข้าม[ 2 ]
  • อุดมคติทางซ้ายของวงแหวนคืออุดมคติทางขวาของสิ่งที่ตรงกันข้าม[ 10 ]
  • วงแหวนตรงข้ามของวงแหวนหารคือวงแหวนหาร[ 11 ]
  • โมดูลซ้ายเหนือวงแหวนเป็นโมดูลขวาเหนือวงแหวนตรงข้าม และในทางกลับกัน[ 12 ]

หมายเหตุ

  1. แหวนที่มีลักษณะตรงข้ามกันใน "หนังสือแห่งแหวน" ถูกเรียกว่า "แหวนที่กลับด้านกันเอง" ซึ่งเป็นชื่อที่แตกต่างออกไป แต่ความหมายก็ชัดเจน
  2. แม้ว่า ιจะเป็นฟังก์ชันเอกลักษณ์บนเซต Rแต่ก็ไม่ใช่เอกลักษณ์ในฐานะมอร์ฟิซึม เนื่องจาก ( R , ⋅)และ ( R , ⋄)เป็นวัตถุสองอย่างที่แตกต่างกัน (ถ้า Rเป็นเซตไม่สลับที่) และมอร์ฟิซึมเอกลักษณ์สามารถเป็นได้จากวัตถุหนึ่งไปยังตัวมันเองเท่านั้น ดังนั้น ι จึง ไม่สามารถเขียนแทนด้วย id ได้ เมื่อ Rถูกเข้าใจว่าเป็นตัวย่อของ ( R , ⋄)ถ้า ( R , ⋅)เป็นเซตสลับที่แล้ว( R , ⋄) = ( R , ⋅)และ ι = id = id = id
  3. ในความเท่าเทียมกันนี้ (และในความเท่าเทียมกันถัดไป) วงแหวนสามารถเป็นแบบทั่วไปได้ เช่น มีหรือไม่มีเอกลักษณ์ ไม่สลับที่หรือสลับที่ จำกัดหรืออนันต์
  4. ตารางการดำเนินการแตกต่างจากในต้นฉบับ มีการแก้ไขดังนี้ ค่าเอกลักษณ์ 4 ถูกเปลี่ยนชื่อเป็น 1 และ 1 เป็น 4 ในตารางการบวกและการคูณ และมีการจัดเรียงแถวและคอลัมน์ใหม่เพื่อให้ค่าเอกลักษณ์ 1 อยู่ติดกับ 0 เพื่อความชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนั้นวงแหวนทั้งสองจึงเป็นไอโซมอร์ฟิกกัน
  5. สัญลักษณ์ Dใช้เพื่อย่อ Dihซึ่งเป็นกลุ่มไดเฮดรัลที่มีสมาชิก 2 nตัว กล่าวคือ ใช้หลักการทางเรขาคณิต
  6. ในที่นี้ ชื่อ 3-antiprism หมายถึง antiprism สามเหลี่ยมมุมฉากที่ไม่สมมาตร กล่าวคือ ด้านข้างของมันไม่ใช่สามเหลี่ยมด้านเท่า หากด้านข้างเป็นสามเหลี่ยมด้านเท่า antiprism นั้นจะเป็นทรงแปดเหลี่ยมปกติที่มีกลุ่มสมมาตรใหญ่กว่าD

การอ้างอิง

  1. เบอร์ริก แอนด์ คีทติ้ง (2000),https://books.google.com/books?id=UkNEp_2apD8C&pg=PA19&dq=%22opposite+ring%22"}]]}">หน้า. 19
  2. 1 2 Bourbaki 1989 , หน้า 101.
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 Nöbauer, Christof (23 ตุลาคม 2000). "หนังสือแห่งแหวน" .
  4. 1 2 3 Nöbauer, Christof (26 ตุลาคม 2000). "หนังสือแห่งแหวน ภาค 2" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 24 สิงหาคม 2007
  5. 1 2 3 4 Sloane, N. J. A. (บรรณาธิการ). "ลำดับA127708 (จำนวนวงแหวนที่ไม่สลับที่กันที่มี 1)"สารานุกรมลำดับจำนวนเต็มออนไลน์มูลนิธิ OEIS  
  6. 1 2 Nöbauer, Christof (5 เมษายน 2545). "จำนวนของวงแหวนบนกลุ่มที่มีลำดับกำลังของจำนวนเฉพาะ" . เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 2 ตุลาคม 2549
  7. Sloane, N. J. A. (บรรณาธิการ). "ลำดับA037291 (จำนวนวงแหวนที่มี 1)"สารานุกรมลำดับจำนวนเต็มออนไลน์มูลนิธิ OEIS  
  8. Sloane, N. J. A. (บรรณาธิการ). "ลำดับA127707 (จำนวนวงแหวนสลับที่ที่มี 1)"สารานุกรมลำดับจำนวนเต็มออนไลน์มูลนิธิ OEIS  
  9. มิลน์. ทฤษฎีสนามชนชั้น . หน้า120. 
  10. Bourbaki 1989 , หน้า 103.
  11. Bourbaki 1989 , หน้า 114.
  12. Bourbaki 1989 , หน้า 192.

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Opposite_ring&oldid=1363356082 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ วงแหวนตรงข้าม

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะพีชคณิตนามธรรมสิ่งที่ตรงข้ามกับริงคือริงอีกอันที่มีองค์ประกอบและการดำเนินการบวกเหมือนกัน แต่การคูณจะทำในลำดับที่กลับกัน กล่าวให้ชัดเจนยิ่งขึ้น...

ความสัมพันธ์กับออโตมอร์ฟิซึมและแอนติออโตมอร์ฟิซึม

ในส่วนนี้ สัญลักษณ์สำหรับการคูณในวงแหวนตรงข้ามจะเปลี่ยนจากเครื่องหมายดอกจันเป็นรูปเพชร เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสนกับตัวดำเนินการเอกภาคบางอย่าง

วงแหวนไม่สลับที่ที่เล็กที่สุดที่มีเอกลักษณ์

แหวนขนาดเล็กที่สุดในลักษณะดังกล่าว อาร์ {\displaystyle R} มีองค์ประกอบแปดตัวและเป็น วงแหวนที่ไม่สลับที่ เพียงวงเดียว ในบรรดาวงแหวน 11 วงที่มีเอกลักษณ์อันดับ 8 จนถึงไอโซมอร์ฟิซึม [ 5 ] มีกลุ่มบวก ⁠ ซี 2 × ซี 2 × ซี 2 = ซี 2 3 {\displaystyle \mathrm {C}...

วงแหวนไม่สลับที่ที่มี 27 สมาชิก

วงแหวนของเมทริกซ์สามเหลี่ยมบนขนาด 2 × 2 เหนือฟิลด์ที่มี 3 องค์ประกอบ เอฟ 3 {\displaystyle {\text{F}}_{3}} มีสมาชิก 27 ตัวและเป็นวงแหวนไม่สลับที่กัน เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวจนถึงไอโซมอร์ฟิซึม กล่าวคือ วงแหวนไม่สลับที่กันทั้งหมดที่มีเอกลักษณ์และสมาชิก 27...