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Isomorfismo entre dos anillos cociente

Si $p$ es un primer entero, $\mathbb{Z}[i]/(p)$ es isomorfo a $\mathbb{Z}_p/(x^2 + 1)$

Sospecho que hay un error tipográfico, y que el $\mathbb{Z}$ en la r.h.s. debería ser $\mathbb{Z}[x]$ (polinomios).

De cualquier manera, necesito ayuda para empezar y la comprensión de la notación. $\mathbb{Z}[i]$ es el Gaussiano enteros, lo $\mathbb{Z}[i]/p$ significa tomar el módulo de $p$... así que alguno de los elementos que difieren en un múltiplo de $p$ son congruentes?

¿Qué acerca de la expresión de la derecha?

Gracias.

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Lorin Hochstein Puntos 11816

La notación $\mathbb{Z}[i]/(p)$ $\mathbb{Z}[i]$ modulo el ideal generado por a $p$, es decir, los múltiplos de $p$ (en los enteros de Gauss).

La expresión de la derecha se supone que ser $\mathbb{Z}_p[x]/(x^2+1)$. Así que primero, $\mathbb{Z}_p$ es de los enteros modulo $p$, $\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}$. Luego de tomar $\mathbb{Z}_p[x]$, que son los polinomios con coeficientes en $\mathbb{Z}_p$. Por último, se toma el cociente modulo $x^2+1$, lo que significa que dos polinomios con coeficientes en $\mathbb{Z}_p$ son equivalentes si y sólo si su diferencia es un múltiplo de a $x^2+1$ (múltiples en $\mathbb{Z}_p[x]$).

Si conoce el Teorema de Isomorfismo de anillos, entonces la manera más sencilla de hacer esto es construir un anillo de homomorphism cualquiera de $\mathbb{Z}[i]$ $\mathbb{Z}_p[x]/(x^2+1)$que se hacia, y ha kernel igual a la cantidad de $p$; o un anillo homomorphism de $\mathbb{Z}_p[x]/(x^2+1)$ $\mathbb{Z}[i]/(p)$que es a y cuyo núcleo son exactamente los múltiplos de $x^2+1$. El último es, probablemente, más simple.

Si usted no sabe el Teorema de Isomorfismo de anillos, puede intentar definir un homomorphism directamente. Quieres decidir cómo asignar una clase de equivalencia de la forma $a+bi + (p)$ ($a,b\in\mathbb{Z}$) para una clase de equivalencia de la forma $\overline{r}+\overline{s}x + (x^2+1)$ donde $\overline{r}$ $\overline{s}$ son enteros modulo $p$ (usted debe primero probar que todo elemento de a $\mathbb{Z}_p[x]$ es equivalente modulo $x^2+1$ a un polinomio de grado en la mayoría de las $1$; trate de usar el algoritmo de la división). No es una elección obvia: mapa de $a+bi + (p)$ $\overline{a}+\overline{b}x + (x^2+1)$(la razón por la que usted quiere hacer esto es que el $x+(x^2+1)$ satisface $t^2 + 1 = 0$$\mathbb{Z}_p[x]/(x^2+1)$; es decir, es una "raíz cuadrada de $-1$",$i$). Usted tendrá que demostrar que esto es bien definidos, uno-a-uno (en las clases), en, y un anillo de homomorphism.

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Xenph Yan Puntos 20883

La expresión de la derecha debe ser $\mathbb{Z}_p[x]/(x^2+1)$.

Como un número de la teoría de la persona, prefiero reservar la notación $\mathbb{Z}_p$ $p$- ádico enteros, y se adhieren a $\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}$ (o $\mathbb{F}_p$, dependiendo de la configuración) para "los enteros mod $p$", pero como Arturo señala $\mathbb{Z}_p$ es bastante común fuera de álgebra / número de la teoría de los círculos.

Lo que está pasando aquí es que ambos anillos son (isomorfo a) el entero polinomios $\mathbb{Z}[x]$, mod ideal $(p,x^2+1)$. Este problema está pidiendo a usted para mostrar que no importa si primero

  • cociente $\mathbb{Z}[x]$ por el ideal $(x^2+1)$ (lo que produce $\mathbb{Z}[i]$) y, a continuación, el cociente resultante anillo de $\mathbb{Z}[i]$ por el ideal generado por a $p$, o
  • cociente $\mathbb{Z}[x]$ por el ideal $(p)$ (lo que produce $\mathbb{Z}_p[x]$) y, a continuación, el cociente resultante anillo de $\mathbb{Z}_p[x]$ por el ideal generado por a $x^2+1$

Arturo consejos acerca de cómo acercarse a demostrar que estos anillos son isomorfos es irregular. La de arriba es más de una explicación de por qué podría esperar que estos dos anillos isomorfos. Cuando nos "mod", estamos haciendo ciertas identificaciones de los elementos en nuestro anillo (en concreto, cuando nos mod el anillo de $R$ por el ideal $I$, se identifican $a\in R$ $b\in R$ al $a-b\in I$), y esta pregunta le pide a mostrar que el orden en el que se identifican los elementos de un anillo no importa.

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