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¿Por qué estudiamos ideales principales?

Espero que no se trata de una inadecuada pregunta aquí!

Me gustaría preguntarle lo siguiente (quizás un poco mal planteado) pregunta: ¿por qué estudiamos el primer ideales en general (conmutativa o no-conmutativa) anillos? La situación es algo claro para mí en algo bonito de los casos, tales como los anillos de Dedekind, pero incluso en poco más de configuración general (por ejemplo, general conmutativa Noetherian anillos) la teoría se convierte en lugar horrible. ¿Qué beneficio obtenemos a partir de una comprensión de los principales ideales de un anillo?

Gracias!

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Xenph Yan Puntos 20883

Hay una fuerte conceptual razón para estudiar el primer ideales de un anillo: en la geometría algebraica, podemos estudiar / pensar un anillo de $R$ el uso asociado un objeto geométrico llamado $\mathrm{Spec}(R)$, los puntos de los que son, precisamente, el primer ideales de $R$. Esta idea es uno de los muchos Grothendieck introducido, marcando el comienzo de "moderno" de la geometría algebraica.

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(a la izquierda: el frontispicio de Reid de Pregrado Álgebra Conmutativa)
(a la derecha: Mumford del famoso dibujo de $\mathrm{Spec}(\mathbb{Z}[x])$; tenga en cuenta que $\mathbb{Z}[x]$ no es Dedekind.)

Sin embargo, no tengo tiempo suficiente en el momento de dar una explicación detallada de los de arriba; estoy seguro de que alguien más va a ser capaz de. Pero sólo para ofrecer una quizás más mundanos respuesta: son muchas las propiedades que $\mathsf{X}$ que cualquier anillo conmutativo de que son locales, en el sentido de que $$R\text{ tiene la propiedad }\mathsf{X}\iff R_P\text{ tiene la propiedad }\mathsf{X}\text{ para todos el primer ideales }P\subconjunto de R,$$ donde $R_P$ es la localización del anillo de $R$ en el primer ideal de $P$. Lo mismo es cierto para arbitrario de los módulos a través de arbitrario conmutativa anillos; es decir, si $M$ es un módulo más de $R$, entonces hay muchas propiedades de módulo $\mathsf{Y}$ para que $$M\text{ tiene la propiedad }\mathsf{Y}\iff M_P\text{ tiene la propiedad }\mathsf{Y}\text{ para todos el primer ideales }P\subconjunto de R.$$

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rschwieb Puntos 60669

Uno de los blogs de Qiaochu Yuan trata exactamente esta pregunta.

El hecho central es más o menos obvio (que los ideales principales son exactamente los núcleos de homomorphisms de $R$ en dominios) pero hace un gran trabajo de explicar por qué es útil y natural para el estudio.

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sq1020 Puntos 143

Una respuesta de la geometría algebraica es que el conjunto de primer ideales de un anillo de satisfacer los axiomas de un conjunto cerrado en una topología. Mi personal elaboración de esta respuesta es la siguiente.

Para interpretar un anillo de $R$ "geométricamente" es interpretar el anillo $R$ como un anillo de "funciones" en un "espacio" $X$ tales que las colecciones de puntos de $X$ en la que "funciones" de $R$ "desaparecer" de forma interesante "geométrica" de los objetos que nos thinkof como vivir en el "espacio" de $X$.

Hacer este preciso equivale a lo siguiente:

  1. El anillo $R$ consiste en funciones en $X$ significa que hay (surjective) la evaluación de los mapas de $R\a R_x$ clasificadas como $f\mapsto f(x)$, donde $R_x$ es el conjunto de valores que los elementos de la $R$ puede tomar cuando se evalúa en el punto $x\in X$. Tenga en cuenta que por el bien de la generalidad, podemos tener diferentes conjuntos de valores posibles en diferentes puntos.
  2. Decimos que Una función $f\in I$ se desvanece en el punto $x\in X$ si su valor de $f(x)$ en ese punto, es el mismo que el valor de $0(x)$ de el elemento cero de $R$ (función de este es la misma que requiere que la fuga es un punto de sabio condición, y que $0$ se desvanece en todas partes).
  3. Además, hemos deseo de fuga para satisfacer agradable propiedades: si una función $f$ se desvanece en $x$, por lo que hace cualquier múltiplo de $f\cdot g$, y dos funciones $f$ y $g$ tienen el mismo valor en $x$ si su diferencia se desvanece en $x$.

Estas tres propiedades básicas asegurarse de que la evaluación de los mapas de $f\mapsto f(x)$ dar a cada $R_x$ la estructura de un cociente del anillo, y, por tanto, la evaluación del mapa corresponde a un ideal de $R$. Me gusta llamar a este ideal $\ker x$ porque me gusta pensar en los puntos en el espacio como en la evaluación de los mapas. Claramente, desde el punto de vista de el anillo $R$, los puntos con la misma núcleos son indistinguibles, por lo que podemos identificar el "espacio" $X$ en la que el anillo $R$ es un anillo de "funciones" simplemente como un conjunto de ideales de $R$, lo que designamos como especial punto de ideales.

Lo que es interesante es que ahora la fuga puede ser fácilmente interpretado como sigue: $f$ se desvanece en $x$ si y sólo si $f\in\ker x$ si y sólo si $\left<f\right>\subconjunto\ker x$. Empujando más a fondo, un conjunto de funciones, se desvanece en un punto $$ x si y sólo si $I=\left<f_i\right>\subconjunto\ker x$, así que un "objeto geométrico" se define como donde una colección de funciones se desvanece consiste en el punto de ideales de $R$ contenido en un ideal: objetos geométricos son especificados por los ideales de $R$!

Ahora, los objetos geométricos se comportan muy bien: arbitrario intersecciones de objetos geométricos son los objetos geométricos. Por desgracia, no están lo suficientemente bueno sin una suposición: si queremos que la unión de dos objetos geométricos (como las colecciones de punto de ideales) a ser un objeto geométrico, a continuación, en realidad, es necesario que cada punto ideal primo. Una vez que esta suposición está hecho, podemos hablar de finito de los sindicatos de los objetos geométricos y arbitraria de las intersecciones de ellos, lo que nos permite hablar de los objetos geométricos "local": mediante la investigación de pequeñas partes manejables de ellos, lo que sería luego el parche de nuevo juntos.

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aleksandar Puntos 189

Mi respuesta no puede y no quiere - para mantener el ritmo con el resto de respuestas aprendidas ya dada, pero me gustaría hacer el punto, que el primer ideales son de doble a ultrafilters, y que el ultrafilters de Boolean álgebra de operadores (= Booleano anillos) corresponden a completar las teorías, lo que los hace interesantes en su propio derecho.

Cómo podría la hacen interesante en el caso de general álgebras/anillos: no tengo idea.

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