24 votos

¿Qué nos dice el semiring de ideales de un anillo R sobre R?

Esto es algo que me he preguntado desde que era estudiante. Dejemos que $R$ sea un anillo (conmutativo, digamos, aunque la generalización a anillos no conmutativos es obvia). Ideales de $R$ pueden multiplicarse y pueden sumarse (el ideal $I+J$ es el ideal generado por $I$ y $J$ ), y la multiplicación se distribuye sobre la suma. Por tanto, podemos considerar el semiring $S$ de ideales de $R$ . La cuestión es si la estructura de $S$ decirnos algo interesante sobre la estructura de $R$ ? ¿O viceversa?

El año pasado hice esta pregunta en sci.math.research y obtuve algunas respuestas, pero ninguna muy sustanciosa.

http://mathforum.org/kb/thread.jspa?messageID=6599151

Para una pregunta más concreta: Dé una condición suficiente interesante para $S$ sea finitamente generada. A la inversa, si $S$ está finitamente generada, ¿implica eso algo interesante sobre $R$ ?

17voto

reno812 Puntos 286

He aquí algunas observaciones. Ninguna de ellas requiere que nuestro anillo sea conmutativo.

En primer lugar, obsérvese que se puede recuperar la ordenación parcial natural de los ideales mediante la adición, ya que para dos ideales cualesquiera $I$ y $J$ de $R$ , $I\subseteq J$ sólo si $I+J=J$ . (En términos más generales, $I+J$ es el ideal más pequeño que contiene ambos $I$ y $J$ .)

En segundo lugar, esto nos permite recuperar los ideales primos de $R$ . Esto se debe a que un $P$ de $R$ es primo si y sólo si, para cualesquiera ideales $I$ y $J$ de $R$ , $IJ\subseteq P$ implica $I\subseteq P$ ou $J\subseteq P$ . (Lo mismo puede decirse de los ideales semiprimos de $R$ que son los ideales radicales de $R$ por si acaso $R$ es conmutativa).

En tercer lugar, podemos recuperar la topología de Zariski en el espectro primo de $R$ porque se define utilizando la ordenación parcial natural sobre los ideales de $R$ .

8voto

kevtrout Puntos 2774

Esta es una respuesta un poco lateral, pero: en muchos sentidos el monoide $\operatorname{Prin}(R)$ de ideales principales lleva más información. Si $R$ es un dominio $\operatorname{Prin}(R)$ es un monoide cancelativo por lo que inyecta en su terminación de grupo, el grupo de divisibilidad $K^{\times}/R^{\times}$ de $R$ . Muchas de las propiedades de factorización de $R$ puede reformularse en términos de $\operatorname{Prin}(R)$ y/o $K^{\times}/R^{\times}$ .

Véase, por ejemplo, la sección 4.1 de

http://alpha.math.uga.edu/~pete/factorizacion2010.pdf

para saber más sobre este punto de vista.

8voto

Iguana Puntos 87

Sólo se me ocurrió añadirlo para quien se encuentre con este hilo: como se menciona en este hilo, el conjunto de ideales de un anillo conmutativo $R$ forma un semiring (también conocido como "rig") con identidad aditiva ${0}$ y la identidad multiplicativa $R$ . Una situación similar ocurre con los módulos sobre un anillo conmutativo; el conjunto de submódulos de un unital $R$ -módulo $M$ forma un "módulo" unital sobre el semiring de ideales de $R$ . Es decir, se cumplen los cuatro axiomas del módulo unital:

Distributividad de la multiplicación 'escalar' sobre la suma 'vectorial': $I(N+L) = IN + IL$ para cualquier ideal $I$ de $R$ y cualquier submódulo $N, L$ de $M$ ,

Distributividad de la multiplicación 'escalar' sobre la suma 'escalar': $(I+J)N = IN + JN$ para cualquier ideal $I, J$ de $R$ y cualquier submódulo $N$ de $M$ ,

Compatibilidad de la multiplicación 'escalar' con la 'multiplicación anular': $I(JN) = (IJ)N$ para cualquier ideal $I, J$ de $R$ y cualquier submódulo $N$ de $M$ ,

Derecho unitario: $RN = N$ para cualquier submódulo $N$ de $M$ .

6voto

g. beat Puntos 71

Esto me ha interesado últimamente. Espero que lo hayas visto.

Golan, Jonathan S.(IL-HAIF)

Semirings para el teórico de los anillos.

Rev. Roumaine Math. Pures Appl. 35 (1990), nº 6, 531-540.

Golan advierte de que tratar los semirings como "anillos de pobres" no siempre es bueno. Pueden ser animales totalmente distintos. Creo que alguien ha señalado más arriba que el sembrado de ideales es aditivamente idempotente. En cierto sentido, esto es lo más lejos que se puede llegar de un grupo aditivo.

La compensación por la pérdida del grupo aditivo es la estructura reticular completa compatible con la multiplicación. Es decir, si A \leq B, entonces AC \leq BC y CA \leq CB.

Los teóricos de los anillos llevan años diciendo cosas sobre los anillos a través de la red de ideales unilaterales. Las redes de ideales unilaterales son casi igual de bonitas, salvo que se pierde la compatibilidad de la multiplicación con el orden y ya no hay una identidad bilateral para el semiring. Se llaman quantales en algunos lugares.

3voto

Dean Hill Puntos 2006

En mi pregunta, puse un enlace a un archivo de sci.math.research que ya no existe, así que vuelvo a publicar (la mayor parte) de ese contenido aquí.

Phil escribió:

¿Cuál es la terminación de Grothendieck de este semiring? Eso podría ser algo interesante.

Olivier escribió:

$I+J$ está vinculado con gcd-estas bestias no tienen una buena estructura, pero, sin duda, hay que investigar un poco. Uno suele ver la red ordenada con $I \subset J$ y $I+J$ y $I \cap J$ . Parece se comporta bien con respecto a la multiplicación, por lo que uno debe ser capaz de capaz de demostrar algo parecido a "esta red es una red de productos sobre todos los ideales primos". Este resultado en sí mismo no sería muy sexy. Sin embargo, cuando falla probablemente sería más atractivo. La distinción entre ideal maximal y primo es de gran incidencia en la teoría de anillos, y es evidente que tal distinción tendrá repercusiones en el "resultado" central que he mencionado.

Pete Clark escribió:

Casualmente un estudiante me hizo la misma pregunta hace un mes hace un mes. Al principio parecía prometedor, hasta que nos dimos cuenta de que para todas las ideales $I$ , $I + I = I$ . Por lo tanto $I = 0$ en la terminación del anillo, es decir la terminación es el anillo cero.

Respondí:

Buena observación. Sin embargo, aún no estoy listo para rendirme. Hay parece haber alguna estructura interesante. Por ejemplo, en los enteros la multiplicación es multiplicación, y la suma es gcd. Creo que el "sembrado ideal" de cualquier dominio Dedekind es isomorfo al de los enteros. En general, sin embargo, uno obtiene algo más-no estoy seguro de de qué.

La experiencia con semirings tropicales sugiere que simplemente tratando de completar un semiring a un anillo no siempre es una buena idea. Sin embargo, no sé qué herramientas son apropiadas aquí.

Pete Clark señaló que mi afirmación sobre los dominios Dedekind era errónea:

No, eso no está bien. Por ejemplo, si $R$ es el polinomio univariante sobre los números complejos, entonces su sembrado ideal es incontable.

¿Quizá lo que quería decir es lo siguiente? El sembrado ideal de cualquier dominio Dedekind $R$ es isomorfo a la suma directa de copias del semiring $(\mathbb{N} \cup \{\infty\},\min,+)$ donde $\mathbb{N}$ es los números naturales (enteros positivos más 0), la ley de adición viene dada por el mínimo, y la ley de multiplicación viene dada por la suma. La suma directa se extiende sobre todos los ideales primos no nulos de $R$ . (Y sí, esto es fuertemente reminsicente de la geometría tropical .)

De acuerdo en que para un dominio no-Dedekind la estructura será mucho diferente. Como ya ha señalado otra persona, tiene un aspecto teórico enrejado. pero no sé qué se ha hecho en este sentido. dirección.

Escribí:

Le hice esta pregunta a un amigo mío y uno de sus primeros instintos fue preguntar, ¿cuándo se genera finitamente este sembrado?

La respuesta podría ser "no muy a menudo", ya que ni siquiera los números enteros dan un ejemplo, pero si hay algunos ejemplos no triviales, éstos podrían ser los más más fáciles de analizar.

Dave Cullen escribió (espero estar interpretando su $*$ correctamente; originalmente escribió J* y A*B y A*X ):

Bueno, una cosa que noto de esta conversación es que el conjunto de ideales de un anillo con suma y multiplicación ideal sí forma un dioide completo (idempotente); en particular, la operación $*$ dado como $$J^* = \sum_{i\in \mathbb{N}} J^i$$ está bien definida para un ideal $J$ . Tales estructuras tienen un parcial " $\le$ "dado por $$J \le K \iff J + K = K.$$ Algunos resultados preliminares son que para ideales fijos $A$ y $B$ , la ecuación afín $X = AX + B$ tiene un mínimo (con respecto a $\le$ ) solución $A^*B$ y cualquier solución $X$ satisface $X = A^*X$ .

Parece que estos dioides están bien estudiados en otros contextos, pero yo nunca he visto nada (al menos en la literatura de Internet) sobre los dioides de ideales. También hay algo llamado dioide de coste que es bien estudiado, de nuevo por razones totalmente ajenas a los conjuntos de ideales, que requiere la condición adicional de la existencia de raíces de elementos. Aunque esta condición falla para los ideales generales puede ser cierta para algunos anillos, o para algunos subconjuntos de la colección de ideales de un anillo. Quizá podamos robar algo de esta teoría de dioides y aplicarla al contexto de los ideales? Se aceptan comentarios.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X