อ่าน 5 นาที
แหวนปกติของฟอน นอยมันน์
ในทางคณิตศาสตร์วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ (von Neumann regular ring ) คือวงแหวนR (มีคุณสมบัติสมาคม โดยมีค่า 1 ไม่จำเป็นต้องมีคุณสมบัติสลับที่ได้) ซึ่งสำหรับทุกสมาชิกaในRจะมีxในR...
แหวนปกติของฟอน นอยมันน์
ในทางคณิตศาสตร์วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ (von Neumann regular ring ) คือวงแหวนR (มีคุณสมบัติสมาคม โดยมีค่า 1 ไม่จำเป็นต้องมีคุณสมบัติสลับที่ได้) ซึ่งสำหรับทุกสมาชิกaในRจะมีxในR ที่ มีa = axaเราอาจมองว่าxเป็น "ตัวผกผันแบบอ่อน" ของสมาชิกaโดยทั่วไปแล้วxไม่ได้ถูกกำหนดโดยa เพียงอย่างเดียว วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ ยังเรียกว่าวงแหวนแบนราบสัมบูรณ์ (absolutely flat rings ) เพราะวงแหวนเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือ ทุกโมดูล ซ้าย ของ Rเป็นโมดูลแบนราบ
วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ ถูกนำเสนอโดยฟอน นอยมันน์ ( ค.ศ. 1936 ) ภายใต้ชื่อ "วงแหวนปกติ" ในระหว่างการศึกษาพีชคณิตของฟอน นอยมันน์และเรขาคณิตต่อเนื่องวงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ ไม่ควรสับสนกับวงแหวนปกติและวงแหวนเฉพาะที่ปกติของพีชคณิตสลับที่ ซึ่งไม่เกี่ยวข้อง กัน
สมาชิกaของริงเรียกว่าสมาชิกปกติของฟอน นอยมันน์ถ้ามีx อยู่จริง ที่ทำให้a = axa [ 1 ] ไอเดียลเรียกว่าไอเดียลปกติ (ของ ฟอน นอยมันน์) ถ้าสำหรับทุกสมาชิกaในมีสมาชิกx อยู่ ในที่ทำให้a = axa [ 2 ]
ตัวอย่าง
ทุกฟิลด์ (และทุกฟิลด์เฉียง ) เป็นแบบปกติของฟอน นอยมันน์: สำหรับa ≠ 0เราสามารถใช้x = a −1ได้[ 1 ] โดเมนอินทิกรัลเป็นแบบปกติของฟอน นอยมันน์ก็ต่อเมื่อมันเป็นฟิลด์ผลคูณโดยตรงของวงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ทุกวงจะเป็นแบบปกติของฟอน นอยมันน์อีกครั้ง
ตัวอย่างที่สำคัญอีกกลุ่มหนึ่งของวงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ คือ วงแหวน M n ( K ) ของเมทริกซ์จัตุรัสขนาดn x n ที่มีสมาชิกจากฟิลด์K บางฟิลด์ ถ้าrคืออันดับของA ∈ M n ( K ) การกำจัดแบบเกาส์เซียนจะให้เมทริกซ์ผกผันUและVเช่นนั้น[ 3 ]
(โดยที่I rคือเมทริกซ์เอกลักษณ์ขนาดr x r ) ถ้าเรากำหนดX = V −1 U −1แล้ว
โดยทั่วไปแล้ว วงแหวนเมทริกซ์ n × nเหนือวงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ใดๆ ก็ยังคงปกติของฟอน นอยมันน์อยู่ดี[ 1 ]
ถ้าVเป็นปริมาณเวกเตอร์เหนือฟิลด์ (หรือฟิลด์เฉียง ) Kแล้ววงแหวนเอนโดมอร์ฟิซึม End K ( V ) จะเป็นแบบปกติของฟอนนอยมันน์ แม้ว่าVจะไม่ใช่มิติจำกัด ก็ตาม [ 4 ]
โดยทั่วไปจากตัวอย่างข้างต้น สมมติว่าSเป็นวงแหวนบางวง และMเป็นS-โมดูล ซึ่งทุกโมดูลย่อยของMเป็นผลรวมโดยตรงของM (โมดูลM ดังกล่าว เรียกว่าเซมิซิมเพิล ) แล้ววงแหวนเอนโดมอร์ฟิซึม End S ( M ) จะเป็นวงแหวนปกติของฟอนนอยมันน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วงแหวนเซมิซิมเพิลทุก วงเป็น วงแหวน ปกติของฟอนนอยมันน์ อันที่จริง วงแหวนเซมิซิมเพิลก็คือ วงแหวนปกติ ของ ฟอนนอย มันน์แบบโนเธอร์เรียน นั่นเอง[ 5 ]
วงแหวนของตัวดำเนินการที่สัมพันธ์กันของพีชคณิตฟอนนอยมันน์ จำกัด นั้นเป็นแบบปกติของฟอนนอยมันน์
วงแหวนบูลีนคือวงแหวนที่ทุกองค์ประกอบสอดคล้องกับเงื่อนไขa² = aวงแหวนบูลีนทุกวงเป็นวงแหวนปกติแบบฟอน นอยมันน์ (von Neumann regular )
ข้อเท็จจริง
ข้อความต่อไปนี้มีความหมายเทียบเท่ากันสำหรับวงแหวนR :
- Rคือค่าปกติของฟอน นอยมันน์
- หลักการทางซ้ายทุกประการ ถูกสร้างขึ้นโดยองค์ประกอบที่คงตัว
- ไอเดียลซ้าย ที่สร้างขึ้นอย่างจำกัดทุก ตัว ถูกสร้างขึ้นโดยตัวผกผัน
- อุดมคติซ้ายหลักทุกตัวเป็นผลรวมโดยตรงของโมดูล ซ้าย R R
- ไอเดียลซ้ายที่สร้างขึ้นอย่างจำกัดทุกตัวเป็นผลรวมโดยตรงของโมดูล ซ้าย R R
- ทุกสับโมดูล ที่สร้างขึ้นอย่างจำกัด ของ โมดูล Rซ้ายเชิงโปรเจกทีฟ Pล้วนเป็นส่วนประกอบโดยตรงของP
- ทุกโมดูลR ทางซ้ายเป็น แบบแบนราบ : หรือเรียกอีกอย่างว่าRเป็นแบบแบนราบโดยสมบูรณ์หรือRมีมิติอ่อนเป็น 0
- ลำดับที่แน่นอนสั้น ๆทุก ลำดับ ของ โมดูล R ด้านซ้าย เป็นโมดูลที่แน่นอนบริสุทธิ์
ข้อความที่เกี่ยวข้องสำหรับโมดูลด้านขวาก็เทียบเท่ากับการ ที่ Rเป็นแบบปกติของฟอน นอยมันน์เช่น กัน
วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ทุกวงมีราดิคัลของเจคอบสัน {0} และดังนั้นจึงเป็นเซมิพริมิทีฟ (เรียกอีกอย่างว่า "เซมิ-ซิมเพิลของเจคอบสัน")
ในวงแหวนปกติแบบสลับที่ได้ของฟอน นอยมันน์ สำหรับแต่ละองค์ประกอบxจะมีองค์ประกอบy ที่ไม่ซ้ำกันเพียงตัวเดียว ซึ่งทำให้xyx = xและyxy = yดังนั้นจึงมีวิธีมาตรฐานในการเลือก "ตัวผกผันแบบอ่อน" ของ x
ข้อความต่อไปนี้เทียบเท่ากันสำหรับวงแหวนสลับที่R :
- Rคือค่าปกติของฟอน นอยมันน์ (von Neumann regular)
- Rมีมิติ Krullเป็น 0 และถูกลดทอนลง
- ทุกการกำหนดตำแหน่งของRที่อุดมคติสูงสุดล้วนเป็นฟิลด์
- Rคือวงแหวนย่อยของผลคูณของฟิลด์ที่ปิดภายใต้การหา "อินเวอร์สแบบอ่อน" ของx ∈ R (องค์ประกอบy ที่ไม่ซ้ำกัน ซึ่งxyx = xและyxy = y )
- Rคือ วงแหวนรูป ตัวV [ 6 ]
- Rมีคุณสมบัติการยกขึ้นทางขวาต่อโฮโมมอร์ฟิซึมของวงแหวนZ [ t ] → Z [ t ± ] × Zที่กำหนดโดยt ↦ ( t , 0)หรือกล่าวในเชิงเรขาคณิตว่าฟังก์ชันปกติ ทุกตัว แยกตัวประกอบผ่านมอร์ฟิซึมของแผนผัง[ 7 ]
นอกจากนี้ สิ่งต่อไปนี้ก็เทียบเท่ากันด้วย: สำหรับวงแหวนสลับที่A
- R = A / nil( A )เป็นเมทริกซ์ปกติของฟอน นอยมันน์
- สเปกตรัมของAคือ Hausdorff (ใน โทโพโล ยีZariski )
- โทโพโลยีที่สร้างได้และโทโพโลยี Zariski สำหรับSpec( A )ตรงกัน
การสรุปโดยทั่วไปและการสรุปเฉพาะด้าน
วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ชนิดพิเศษ ได้แก่วงแหวนปกติแบบหน่วยวงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์แบบเข้มแข็งและวงแหวน ลำดับ
วงแหวนRเรียกว่าวงแหวนปกติแบบหน่วย (unit regular)ถ้าสำหรับทุกค่า aในRจะมีหน่วยuในRที่ทำให้a = auaวงแหวนกึ่งง่าย (semisimple ring)ทุกวงเป็นวงแหวนปกติแบบหน่วย และวงแหวนปกติแบบหน่วยเป็นวงแหวนจำกัดโดยตรง (directly finite ring ) วงแหวนปกติแบบฟอน นอยมันน์ (von Neumann regular ring) ทั่วไปไม่จำเป็นต้องเป็นวงแหวนจำกัดโดยตรง
วงแหวนRเรียกว่า วงแหวน von Neumann ปกติอย่างเข้มแข็ง (strongly von Neumann regular)ถ้าสำหรับทุกaในRจะมีx บางตัว ในRที่a = aaxเงื่อนไขนี้สมมาตรซ้ายขวา วงแหวน von Neumann ปกติอย่างเข้มแข็งเป็นวงแหวนปกติหน่วย (unit regular) วงแหวน von Neumann ปกติอย่างเข้มแข็งทุกวงเป็นผลคูณย่อยโดยตรง (subdirect product)ของวงแหวนหาร (division rings ) ในบางแง่ สิ่งนี้เลียนแบบคุณสมบัติของวงแหวน von Neumann ปกติแบบสลับที่ได้ (commutative von Neumann regular rings) ซึ่งเป็นผลคูณย่อยโดยตรงของฟิลด์ (subdirect product) ได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น สำหรับวงแหวนแบบสลับที่ได้ วงแหวน von Neumann ปกติและวงแหวน von Neumann ปกติอย่างเข้มแข็งนั้นเทียบเท่ากัน โดยทั่วไปแล้ว สิ่งต่อไปนี้เทียบเท่ากันสำหรับวงแหวนR :
- Rมีความสม่ำเสมอแบบฟอน นอยมันน์อย่างมาก
- Rคือค่าปกติและค่าลดรูป ของฟอน นอยมันน์
- Rเป็นเมทริกซ์ปกติของฟอน นอยมันน์ และตัวผกผันทุกตัวในRเป็นตัวกลาง
- อุดมคติซ้ายหลักทุกตัวของRถูกสร้างขึ้นโดยตัวผกผันกลาง
การขยายแนวคิดของวงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ ได้แก่ วงแหวนปกติแบบ π , วงแหวนกึ่งสืบทอดซ้าย/ขวา , วงแหวนไม่เอกฐานซ้าย/ขวาและวงแหวนกึ่งดั้งเดิม
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^ a b c Kaplansky 1972 , หน้า 110
- ^ Kaplansky 1972 , หน้า 112
- ^ "วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ใน nLab" , ncatlab.org , สืบค้นเมื่อ 2026-05-09
- ^สกอร์เนียคอฟ 2001
- ^ Lee, Gangyong; Rizvi, S. Tariq; Roman, Cosmin (กุมภาพันธ์ 2011), "2011-2-von-neumann-regular" (PDF) , math.osu.edu , เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2023 , เรียกดูเมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม 2026
- ^มิชเลอร์และวิลลามายอร์ 1973
- ↑บูร์กลุนด์, ชลังค์ และหยวน 2022
อ่านเพิ่มเติม
- Goodearl, KR (1991), วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ (ฉบับที่ 2), มาลาบาร์, ฟลอริดา: Robert E. Krieger Publishing Co. Inc., หน้า xviii+412, ISBN 0-89464-632-X, MR 1150975 , Zbl 0749.16001
- ฟอน นอยมันน์, จอห์น (1960), เรขาคณิตต่อเนื่อง , สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน , Zbl 0171.28003
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แหวนปกติของฟอน นอยมันน์
ในทางคณิตศาสตร์วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ (von Neumann regular ring ) คือวงแหวนR (มีคุณสมบัติสมาคม โดยมีค่า 1 ไม่จำเป็นต้องมีคุณสมบัติสลับที่ได้) ซึ่งสำหรับทุกสมาชิกaในRจะมีxในR...
ตัวอย่าง
ทุก ฟิลด์ (และทุก ฟิลด์เฉียง ) เป็นแบบปกติของฟอน นอยมันน์: สำหรับ a ≠ 0 เราสามารถใช้ x = a −1 ได้ [ 1 ] โดเมน อินทิกรัล เป็นแบบปกติของฟอน นอยมันน์ก็ต่อเมื่อมันเป็นฟิลด์ ผลคูณโดยตรง ของวงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ทุกวงจะเป็นแบบปกติของฟอน นอยมันน์อีกครั้ง
ข้อเท็จจริง
ข้อความต่อไปนี้มีความหมายเทียบเท่ากันสำหรับวงแหวน R :
การสรุปโดยทั่วไปและการสรุปเฉพาะด้าน
วงแหวนปกติของฟอน นอยมันน์ชนิดพิเศษ ได้แก่ วงแหวนปกติแบบหน่วย วงแหวน ปกติของฟอน นอยมันน์แบบเข้มแข็ง และวงแหวน ลำดับ