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Hay un grupo de homomorphism $\Bbb{C}^*\to\Bbb{R}^*$, con una contables kernel?

Considere un grupo homomorphism $f:\Bbb{C}^*\to\Bbb{R}^*$. En una reciente pregunta , fácilmente nos establecido que $\ker(f)$ es necesariamente infinita. El homomorphisms que puede ser fácilmente descrito son de la forma $$ f(z)=|z|^un $$ para algunas constante real $a$. Todos los homomorphisms contener el círculo unidad en su núcleo. Esto plantea la sospecha:

Es $\ker (f)$ necesariamente innumerables?

No todos los homomorphisms son de la forma anterior. El grupo de los números reales positivos es divisible, es decir, todos los números reales positivos positivos raíces de un entero dado orden. Esto implica que en la categoría de Abelian grupos el grupo $\Bbb{R}_{>0}$ es un inyectiva objeto (lema de Zorn es necesario para probar esto). Esto implica la existencia de otros homomorphisms de la siguiente manera. Deje $\omega\in\Bbb{C}$ ser un número tal que i) $|\omega|=1$, y ii) $\omega^n\neq1$ todos los $n\in\Bbb{Z}$, IOW $\omega=e^{2\pi i r}$ para algunos irracional número real $r$. Nos deja seleccionar $a\in\Bbb{R}_{>0}$, $a\neq1$. Considerar el subgrupo $H=\langle \omega\rangle\times\Bbb{R}_{>0}\le\Bbb{C}^*$. La regla $$ f_a(\omega^nx)=a^nx, $$ para todos los $x\in\Bbb{R}_{>0}$, a continuación se define un homomorphism $f_a:H\to\Bbb{R}_{>0}$. Por la inyectividad del grupo objetivo, podemos extender esto a un homomorphism $f'_a$ todos $\Bbb{C}^*$ $\Bbb{R}_{>0}$tal que $f'_a(\omega)=a\neq1$. ¿Pero que realmente ayude a responder a la pregunta? Ni $\Bbb{C}^*$ ni $\Bbb{R}^*$ es finitely generado, de modo que no sabemos si puede ser escrito como un producto directo de una torsión de grupo y un grupo abelian, o ¿no?

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Hurkyl Puntos 57397

Ambos grupos $\mathbb{R}^* / \mu(\mathbb{R})$ $\mathbb{C}^* / \mu(\mathbb{C})$ (donde $\mu$ es el grupo de raíces de la unidad) son únicamente divisible, y por lo tanto son espacios vectoriales sobre $\mathbb{Q}$.

Desde el positivo de reales está cerrado bajo la multiplicación, es fácil ver que

$$ \mathbb{R}^* \cong \mu(\mathbb{R}) \oplus \mathbb{R}^* / \mu(\mathbb{R}) $$

Dudo que $\mu(\mathbb{C})$ es un sumando directo de $\mathbb{C}^*$. Sin embargo, esto es suficiente para dar una respuesta positiva a la pregunta: se puede, usando el axioma de elección, la construcción de un grupo de homomorphism

$$ \mathbb{C}^* \to \mathbb{C}^* / \mu(\mathbb{C}) \cong \mathbb{Q}^{\mathfrak{c}} \cong \mathbb{R}^* / \mu(\mathbb{R}) \to \mathbb{R}^*$$

Curiosamente, también podemos utilizar este análisis para mostrar que no hay surjective grupo homomorphism $\mathbb{C}^* \to \mathbb{R}^*$, utilizando el hecho de que no hay ninguna que no sea trivial homomorphisms $\mathbb{Q} \to \mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$ o de $\mu(\mathbb{C}) \cong \mathbb{Q}/\mathbb{Z} \to \mathbb{Z}/2\mathbb{Z}$.


EDIT: Mi intuición está descalibrado: $\mu(\mathbb{C})$ es un sumando directo de $\mathbb{C}^*$. Esto debe ser verdad porque

$$ \operatorname{Ext}(\mathbb{C}^*/\mu(\mathbb{C}), \mu(\mathbb{C})) \cong \operatorname{Ext}(\mathbb{Q}^{\mathfrak{c}}, \mathbb{Q}/\mathbb{Z}) \cong 0$$

(debido a que $\mathbb{Q} / \mathbb{Z}$ es inyectiva), y así la secuencia exacta

$$ 0 \to \mu(\mathbb{C}) \to \mathbb{C}^* \to \mathbb{C}^* / \mu(\mathbb{C}) \to 0$$

se debe dividir.

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