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Si $F$ ser un campo, $F[x]$ es un dominio ideal principal. ¿$F$ Tiene que ser necesariamente un campo?

Si $F$ ser un campo y, a continuación, $F[x]$ es un director ideal de dominio. Qué $F$ tiene que ser necesariamente un campo?

Mis Pensamientos: Supongamos que en lugar de $F$, tomamos el conjunto de los polinomios de $R[x]$ sobre un anillo conmutativo $R$ con la unidad.

Entonces, Supongamos $I$ es un ideal de $R[x]$. Deje $g(x) \in I$ tal que $g(x)$ es el polinomio de menor grado en $I$.

Entonces: $ \langle g(x) \rangle \subseteq I .......... (1)$

Deje $f(x) \in I$. A continuación, $f(x) = p(x)g(x) + r(x)~~|~~p(x),r(x) \in R[x], \deg r(x) < \deg g(x)$

Ya, $I$ es un ideal $\implies f(x) - p(x)g(x) = r(x) \in I$

Pero, $g(x)$ es el más bajo grado en $I \implies r(x) = 0 \implies f(x) \in \langle g(x) \rangle \implies I \subseteq \langle g(x) \rangle ......(2)$

Luego de $(1),(2) : I = \langle g(x) \rangle$

La Presencia de los divisores de cero en $R[x]$ realmente hacer una diferencia? La única ventaja que veo es que si no hay divisores de cero en $R[x]$ entonces $I=\{0\} \implies I= \langle 0 \rangle$.

Pero, cada ideal que contiene el elemento cero. ¿Por qué existe la condición de un campo dado específicamente en los libros de texto para $F[x]$ a ser un director ideal de dominio?

Gracias por su ayuda.

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jammur Puntos 589

Sí, así es. Si no es el ideal $(x)$ no sería máxima, y cada primer ideal en el PID es máxima. Este pasa a través de la caracterización de un máximo ideal como $M\subseteq R$ es máxima iff $R/M$ es un campo.

En nuestro caso es fácil ver que:

$$F[x]/(x)\cong F$$

Por lo que el resultado es bastante inmediata.


Si quieres la prueba de "PID implica a todos (no-cero) primer ideales son máximas." Es bastante sencillo:

Prueba: Vamos a $\mathfrak{p}=(p)$ ser un no-cero el primer ideal de un anillo conmutativo, $R$ con $1$. entonces si $\mathfrak{p}\subseteq M\subseteq R$, entonces si $M=(x)$ tenemos que $x|p$ por lo tanto es una unidad o $p$ sí, por definición, de un primo.


Addendum (donde fue mal): Usted no necesariamente tiene un algoritmo de la división de un polinomio arbitrario de anillo, $R[x]$, ya que el $R$ no es un campo significa que los coeficientes no son todas las unidades (es decir, el anillo no es Euclidiana). Tome $R=\Bbb Z$, entonces usted no tiene el deseado de factorización con entero de sólo polinomios para algo como $3x$ e $2x$, ya que la diferencia no puede ser obligado a tener un menor grado.

Esto se generaliza a cualquier que no es de campo ya que se pueden encontrar algunos no la unidad de un lugar para tirar de la misma cosa.

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