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Representación absolutamente irreducible y campo de división

Sea $A$ sea un álgebra de dimensión finita sobre un campo $F$ . Una representación $M$ de $A$ se llama absolutamente irreducible si $M\otimes_FE$ es irreducible como representación de $A\otimes_FE$ para todas las extensiones de campo $E$ en $F$ .

Un campo $F$ se dice que es un campo de división de $A$ si cualquier representación irreducible de $A$ es absolutamente irreducible.

Existen algunos resultados sobre la división de campos. Por ejemplo, supongamos que $F$ es un campo de división de $A$ . Entonces cualquier extensión de campo $E$ en $F$ es un campo de división y, además, las representaciones irreducibles de $A$ están en correspondencia uno a uno con representaciones irreducibles de $A\otimes_FE$ vía $S\mapsto S\otimes_FE$ .

A la inversa, supongamos que $A$ es un $F$ -y $E$ (sobre $F$ ) es un campo de división de $A$ . Entonces $F$ es un campo divisible si y sólo si representaciones irreducibles de $A$ están en correspondencia uno a uno con representaciones irreducibles de $A\otimes_FE$ vía $S\mapsto S\otimes_FE$ .

Supongamos ahora que $A$ es un $F$ -y $E$ (sobre $F$ ) es un campo de división de $A$ . Mi pregunta es que, si sólo sabemos que toda representación irreducible de $A\otimes_FE$ es igual a $S\otimes_FE$ para alguna representación irreducible $S$ de $A$ ¿podemos concluir que $F$ es también un campo de división de $A$ ? Tenga en cuenta que no suponemos que $S\otimes_FE$ es una representación irreducible de $A\otimes_FE$ para cada representación irreducible $S$ de $A$ .

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Luc Hermitte Puntos 14171

Sí, $F$ es un campo de división de $A$ . Ponga $A_E = A\otimes_F E$ por comodidad. Deje que $S'$ sea un simple $A$ -módulo. Entonces $S'\otimes_F E$ tiene un simple $A_E$ -que por hipótesis es de la forma $S\otimes_F E$ para algunos simples $A$ -módulo $S$ . Tenga en cuenta que $$0\neq \hom_{A_E}(S\otimes_F E,S'\otimes_F E)\cong \hom_A(S,S'\otimes_F E)$$ . Pero como $A$ -módulo, $S'\otimes_F E$ es isomorfo a una suma directa de $[E:F]$ copias de $S'$ (esto puede ser infinito si la extensión del campo es infinita, pero no pasa nada). Así que $$0\neq \hom_A(S,S'\otimes_F E)\leq \hom_A(S,S')^{[E:F]}$$ (esto es igualdad si $[E:F]<\infty$ ). Así que por el lema de Schur, $S\cong S'$ y por lo tanto $S'\otimes_F E$ es simple. Ahora se deduce que $F$ es un campo de división porque $E$ es uno.

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