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Dos preguntas acerca de la finitud de los ideales de las clases en resumen número de anillos

Digamos que es un número del resumen de anillo es una parte integral de dominio $R$ que no es un campo, y que tiene el "finito normas" de la propiedad: para cualquier valor distinto de cero ideal $I$ de % de$R$, el cociente $R/I$ es finito.

(Me han dado en llamar tales anillos resumen número de anillos y tienen algunas vagas ambiciones de la ampliación de la habitual de la teoría algebraica de números a esta clase de anillos. Tenga en cuenta que se incluyen los dos anillos de $\mathbb{Z}$ e $\mathbb{F}_p[t]$ y se cerró en: la localización, el paso a un overring -- es decir, un anillo intermedio entre el $R$ y su campo de racciones -- finalización, y teniendo integral de cierre en un número finito de grados de extensión de la fracción de campo. En orden a responder a mis preguntas afirmativamente uno tendría que saber algo acerca de resumen número de anillos que no son obtenidos a partir de los dos anillos a través de cualquiera de los procesos anteriores -- si alguno!)

Tenga en cuenta que un anillo es necesariamente Noetherian de dimensión uno, por lo que es un dominio de Dedekind si es normal, y en todo caso la integral de cierre es un Dedekind número del resumen de anillo.

Pregunta 1: ¿existe una integralmente cerrado número del resumen de anillo con infinito Picard (= ideal de clase, aquí) grupo?

$\ \$

Pregunta 2: Deje $R$ ser un no-necesariamente integralmente cerrado número del resumen de anillo con la forma de cierre de la $\tilde{R}$. Supongamos que el ideal de la clase de $\tilde{R}$ es finito. Considerar el ideal de clase monoid $\operatorname{ICM}(R)$ de % de$R$, es decir, el cociente de la monoid de cero ideales de $R$ por el submonoid de los principales ideales. (Nota de que el grupo de unidades de $\operatorname{ICM}(R)$ es, precisamente, el grupo de Picard, pero si $R$ no es integralmente cerrado deberá necesariamente no es invertible ideales para que $\operatorname{Pic}(R)$ no va a ser todos los de $\operatorname{ICM}(R)$.) Puede ser que $\operatorname{ICM}(R)$ es infinito?

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Para contestar la Pregunta 1: Sí, sí existen integralmente cerrado número del resumen de los anillos con infinita del grupo de clase.

Por factorización de ideales, para $R$ a ser un resumen número de anillo es suficiente de que es un dominio de Dedekind con finito de residuos de campo $R/\mathfrak{p}$ en cada uno de los prime $\mathfrak{p}$. Teorema B del documento mencionado por Hagen Knaf en su respuesta , en realidad da lo que pides (R. C. HEITMANN, PID ESPECIFICADO RESIDUO CAMPOS, Duque de Matemáticas. J. Volumen 41, Número 3 (1974), 565-582).

Teorema B: sea G ser una contables abelian de torsión del grupo. Entonces hay una contables dominio de Dedekind de característica 0 cuya clase grupo G, y cuyo residuo campos son las de los números enteros (es decir, una copia de $\mathbb{Z}/p\mathbb{Z}$ para cada uno de los prime $p$).

Como tal anillos finitos residuo de campos, esto le da un integralmente cerrado abstracto de número de la anilla con el grupo de clase de cualquier contables de torsión grupo que te gusta. Podemos hacer mucho mejor que esto, sin embargo. Después de pensar acerca de su pregunta para un poco, veo cómo podemos construir la siguiente, de modo que todos contables abelian grupos ocurrir a medida que el grupo de clase de esos anillos.

Sea G ser una contables abelian grupo. Entonces, no es un dominio de Dedekind $R$ con un límite de residuos de campos, que $\mathbb{Z}[X]\subseteq R\subseteq\mathbb{Q}(X)$ e ${\rm Cl}(R)\cong G$.

Veo un poco de sorpresa se menciona en los comentarios de abajo que es suficiente con mirar a través de los anillos de $\mathbb{Z}[X]$ encontrar dominios de Dedekind con cualquier contables del grupo de clase. De hecho, si los anillos de $\mathbb{Z}[X]$ son de carácter muy general en los términos del primer ideal de la factorización, y puede mostrar los siguientes. Voy a usar las ${\rm Id}(R)$ para el grupo de ideales fraccionarios de $R$ e $R_{\mathfrak{p}}$ para la localización en un primer $\mathfrak{p}$, con $\bar R_{\mathfrak{p}}$ que representa a su finalización (que es una compacta discreta valoración de anillo (DVR) en este caso).

Deje $R$ ser una característica cero de dominio de Dedekind con finito de residuos de campos. Entonces, no es un dominio de Dedekind $R^\prime$ con $\mathbb{Z}[X]\subseteq R^\prime\subseteq\mathbb{Q}(X)$ y un bijection $\pi\colon {\rm Id}(R)\to{\rm Id}(R^\prime)$ satisfactorio

  1. $\pi(\mathfrak{ab})=\pi(\mathfrak{a})\pi(\mathfrak{b})$.
  2. $\pi(\mathfrak{a})$ es primo si y sólo si $\mathfrak{a}$ es.
  3. $\pi(\mathfrak{a})$ es principal si y sólo si $\mathfrak{a}$ es.
  4. Si $\mathfrak{p}\subseteq R$ es un valor distinto de cero prime, a continuación,$\bar R_{\mathfrak{p}}\cong\bar R^\prime_{\pi(\mathfrak{p})}$.

En particular, la clase de los grupos son isomorfos, ${\rm Cl}(R)\cong{\rm Cl}(R^\prime)$.

La idea es que podemos construir dominios de Dedekind en un campo de $k$ por la primera elección de un conjunto de $\{v_i\colon i\in I\}$ discreto de las valoraciones en $k$ y, dejando $k_v=\{x\in k\colon v(x)\ge0\}$ denotar la valoración de los anillos, podemos tomar $R=\bigcap_ik_{v_i}$. En algunas razonablemente condiciones suaves, este será un dominio de Dedekind con las valoraciones $v_i$ correspondiente precisamente a la $\mathfrak{p}$-ádico valoraciones, para el primer ideales $\mathfrak{p}$ de % de$R$. De esta manera, podemos ser muy flexibles en cuanto a la construcción de dominios de Dedekind con especificada primer ideales (y, con un poco de trabajo, especificado principales ideas y grupo de clase). La construcción de discretos valoraciones $v$ a $k=\mathbb{Q}(X)$ es particularmente fácil. Dado un compact DVR $R$ de característica 0 y el campo de fracciones de $E$, cada extensión de $\theta\colon k\to E$ nos da una valoración $v(f)=u(f(X))$ donde $u$ es la valoración en $E$. Para construir una incrustación de sólo requiere la elección de $x\in E$ que no es algebraico sobre $\mathbb{Q}$ y, si queremos que la localización de la $k_v$ tener finalización isomorfo a $R$, entonces sólo tenemos $\mathbb{Q}(x)$ a ser denso en $E$. Hay un montón de libertad para elegir a $x\in R$ como esta. De hecho, hay una cantidad no numerable de $x$, ya que forman una co-escasa subconjunto de $R$. Por lo tanto, tenemos muchas valoraciones en $\mathbb{Q}(X)$ correspondiente a cualquier compact DVR. De esta manera, tenemos una gran cantidad de flexibilidad en la construcción de dominios de Dedekind en anillos de $\mathbb{Z}[X]$.

He escrito a cabo las pruebas de estas afirmaciones. Como es demasiado largo para caber aquí, voy a enlazar a mi escrito: la Construcción de dominios de Dedekind con lo prescrito primer factorizations y los grupos de la clase. Esperemos que no hay errores importantes. También voy a mencionar que esta es una versión actualizada y esperemos vez más clara de escritura de mi enlace inicial (que eran muy ásperas notas saltando a lo largo de muchos pasos).

Creo también que mi vinculado prueba puede ser modificada para mostrar que, simultáneamente, puede elegir cualquier prescrito grupo de la unidad de la forma $\{\pm1\}\times U$ donde $U$ es una contables libre abelian grupo.

12voto

Geaden Puntos 31

Aquí hay una respuesta a tu "pregunta 0" - un ejemplo de "exótica" número de anillo. (Este debe ser un comentario, pero es demasiado largo).

Construir una secuencia de número de anillos de $\mathbb{Z}=R_0\subset R_1\subset \dots$ con las siguientes propiedades:

  • hay que ser exactamente un primer $P_{n,i}$ de % de $R_n$ se encuentra por encima de la $i$-th racional prime $p_i$, para $1\le i \le n$

  • $e(P_{n+1,i}/P_{n,i}) = f(P_{n+1}/P_{n,i})=1$

Por ejemplo, tome una ecuación cuadrática de la extensión del Frac($R_n$) en la que todos los $P_{n,i}$ split; tomar la integral de cierre de $R_n$; luego invertir, para cada una de las $1\le i\le n$, uno de los dos primos más de $P_{n,i}$, y para todos, pero uno de los primos de más de $p_{n+1}$.

A continuación, el límite inductivo $R$ de % de $(R_n)$ es un número del resumen de anillo (obviamente integralmente cerrado) -, ya que para cualquier $x\in R$ tenemos $x\in R_m$ para algunos $m$, y la secuencia de los cocientes $R_n/(x)$ es en última instancia estacionaria.

Yo no puede ver a la vez lo que Pic($R$) va a ser, pero por todos los de localización quizás termina siendo trivial. (Tal vez una de Minkowski obligado-tipo de argumento se muestran.)

10voto

kevtrout Puntos 2774

Aquí es una respuesta a la Pregunta 1, que fue comunicada a mí por mi colega Dino Lorenzini.

En 1964 papel, Oscar Goldman considera que la clase de Dedekind resumen número de anillos de $R$ (nota que afirma la condición de que todos los coeficientes por un valor distinto de cero el primer ideales para ser finito; esto implica que el cociente por cualquier valor distinto de cero ideal es finito), que además tiene finitely generado grupo de la unidad de $R^{\times}$. Él demuestra muchos resultados interesantes en este breve artículo: la última es la existencia de un dominio de $R$ la satisfacción de las propiedades anteriormente mencionadas y para que $\operatorname{Pic}(R)$ no es ni siquiera una torsión del grupo.

El método de la prueba es muy interesante: en primer lugar, se establece el siguiente criterio estructural para un dominio de Dedekind tener torsión Picard grupo: es equivalente a que cada overring $S$ -- es decir, el anillo intermedio entre el $R$ y su fracción de campo -- ser una localización. (Este resultado se incluye en mis notas sobre el álgebra conmutativa, pero yo había estado siguiendo Larsen y McCarty, que le da una mucho más elaborada que la prueba.) A continuación, se construye una adecuada overring que no tiene más unidades, por lo que no puede ser una localización.

Con todo, su papel es muy recomendable.

9voto

Brent Puntos 141

En el artículo de R. C. HEITMANN, PID ESPECIFICADO RESIDUO CAMPOS, Duque de Matemáticas. J. Volumen 41, Número 3 (1974), 565-582 el autor muestra (Thm Una):

Para cada contables set $F$ de los contables de los campos con la propiedad de que para cada prime $p$ el conjunto $F$ contiene sólo un número finito de campos de caracteres $p$, existe una contables principal ideal de dominio $R$ de los característicos $0$ de manera tal que el conjunto $F$ consiste, precisamente, de todos los residuos de los campos (con respecto a la máxima ideales) de $R$.

La construcción se utiliza para demostrar el teorema, parece dar dominios $R$ de manera tal que la extensión de $K/\mathbb{Q}$ del campo de fracciones de $K$ de % de $R$ sobre los racionales es finitely generados, pero no necesariamente algebraicas. (Lamentablemente no tengo acceso al artículo completo :c

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