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Que R-álgebras son el anillo de grupo de un grupo sobre un anillo R?

Esta pregunta fue inspirado por Qiaochu reciente de la cuestión, Que conmutativa grupos son el grupo de unidades de algún campo? - mi pregunta es cerca de ser la inversa de la misma.

Como se ha mencionado aquí, dado un anillo de $R$, el functor $GrpRing:Grp\rightarrow R$-$Alg$ tomando un grupo de $G$ para el grupo de anillo de $R[G]$ medico adjunto del functor $GrpUnits:R$-$Alg\rightarrow Grp$ tomando un $R$-álgebra a su grupo de unidades. Lo esencial es la imagen de $GrpRing$, es decir, que $R$-álgebras son isomorfo al anillo de grupo de un grupo de más de $R$?

Uno se puede preguntar de manera más general, cuando se trata de un anillo de $R$ un anillo de grupo sobre algún anillo, no se fija en el principio? (Obviamente, cualquier anillo de $R$ es isomorfo a $R[1]$, el anillo de grupo de la trivial grupo sobre sí mismo, pero vamos a excluir este caso trivial.)

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Chad Cooper Puntos 131

Por cierto, hay uno muy interesante restricción en el grupo de álgebras de que aún no se ha mencionado. Si $k$ es un campo, entonces, incluso más de característica p, el grupo de álgebra tiene la notable propiedad de que todos sus módulos proyectivos son también inyectiva. La prueba es simple: el mapa de $k[G]\times k[G]\to k$ dado por el valor en la identidad del producto es no degenerada de emparejamiento. Por lo $k[G]$ es el doble de un proyectiva y por lo tanto inyectiva, por lo que su sumandos son así.

Esto puede no parecer impresionante para aquellos de ustedes que no estudian álgebras de dimensión finita, pero esta es una propiedad extraordinaria, y muestran que la mayoría de finito dimensionales álgebras no aparecen en el grupo de álgebras.

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Keith Sirmons Puntos 2558

Un grupo de álgebra sobre los números complejos, como cualquier algebra semisimple, es isomorfo a un producto de la matriz de los anillos, $$R = M_{d_1 \times d_1} \times M_{d_2 \times d_2} \times \cdots \times M_{d_n \times d_n}$$ El d_i que aparecen son exactamente las dimensiones de las representaciones irreducibles de G. no sé cómo clasificar todos los conjuntos de números que aparecen en esta manera (pero la respuesta no es "todos").

Más de nonalgebraically campos cerrados de característica cero no trivial de álgebras de división puede aparecer en el grupo de álgebra. No sé si hay una restricción en la división de álgebras que pueden aparecer.

La situación en característica p es más complicado, pero podemos decir algo. Un finito-dimensional de álgebra tiene una matriz cuadrada de invariantes numéricos se llama la matriz de Cartan. (No estoy hablando de la Mentira de la teoría de la matriz de Cartan, pero me interesaría saber si ellos tienen el mismo nombre por una razón.) Hay una correspondencia uno a uno entre Un simple módulos y indecomposable proyectivas de a-módulos, y la entrada ij de la matriz de Cartan es el Jordan-Titular índice de la i-ésima módulo sencillo en el jth proyectiva módulo.

La teoría de Brauer (y el tema de la "parte 3" de Serre del famoso libro sobre la teoría de representaciones de grupos finitos) impone fuertes condiciones en la matriz de Cartan cuando Una es el grupo de álgebra de un grupo finito (sobre un gran campo finito). Se debe admitir una factorización como D. D^t, donde D es otra matriz con un número entero no negativo entradas. (D es la "descomposición de la matriz", que describe lo que sucede a simple módulos en característica cero cuando se reduce mod p.) Por ejemplo, la matriz de Cartan debe ser simétrico.

Lo que si podemos trabajar a través de un anillo que no es un campo, por ejemplo, los números enteros? Aquí un comentario sobre Yemon el punto de que hay muchos pares de grupos G y H para que el grupo de anillos C[G] y C[H] son isomorfos. Es más difícil de construir isomorphisms más pequeños anillos, y si es o no un isomorfismo de la forma Z[G] = Z[H] implica que G = H fue un problema abierto por un largo tiempo (el "isomorfismo problema para el grupo integral de los anillos", planteó por Brauer en los años 60) Un contraejemplo fue encontrado por Hertweck hace 10 años:

http://www.jstor.org/pss/3062112

(Pete puntos más arriba que estoy suponiendo que G es finito. Cuando G es infinito C[G] no puede ser analizado por el teorema de Wedderburn, no hay tal cosa como una matriz de Cartan, todo se rompe. Hay un contraejemplo para el isomorfismo problema más simple que Hertweck si no requerimos G y H para ser finito?)

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kevtrout Puntos 2774

Reid Barton muy agradable respuesta a la Computación en la estructura del grupo de la finalización de un abelian monoid, ¿cuán difícil puede ser? contiene un puntero a la página de wikipedia para el Eilenberg-Mazur estafa. Hacia la parte inferior de la página, se encuentra el siguiente párrafo pertinente.

Ejemplo: (Lam 2003, el Ejercicio 8.16) Si $A$ $B$ son alguno de los grupos, a continuación, el Eilenberg la estafa puede ser usado para construir un anillo de $R$ de manera tal que el grupo de los anillos de $R[A]$ $R[B]$ son isomorfos anillos: tome $R$ a ser el anillo de grupo de $A + B + A + B + \ldots$

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Matt Miller Puntos 1829

No responder a su pregunta, pero podría ser vale la pena destacar en passant: dependiendo de la elección de $R$, dos grupos diferentes puede dar lugar a la misma anillo de grupo. El ejemplo estándar es que cuando ${\mathbb C}$ es el campo de los números complejos, y $G$ $H$ son dos finito abelian grupos con la misma cardinalidad, a continuación, el grupo de álgebras de ${\mathbb C}G$ ${\mathbb C}H$ son isomorfos. (De hecho, incluso si se equipa con su natural $C^\*$-álgebra de normas, el correspondiente $C^\*$-álgebras *-isomorfos.)

Si trabajamos sobre un campo $k$ de característica cero, a continuación, un viejo resultado de Kaplansky nos dice que para cualquier grupo de $G$ (no necesariamente finita) el grupo de álgebra $kG$ es "finito", en el sentido de que toda la izquierda es invertible es el elemento de la derecha es invertible. Por lo que cualquier $k$-álgebra que no tienen esta propiedad no puede surgir como $kG$ para un grupo de $G$.

Hay tal vez también homológica obstáculos de diversos tipos, pero yo no sé mucho acerca de estas cosas en esta configuración.

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Farinha Puntos 5518

Un $R$-álgebra $A$ es un grupo de álgebra $R$ si y sólo si existe un $R$-módulo de base de $A$, que también es central y un subgrupo de $A^*$. Por supuesto, esto es algo trivial, pero no creo que hay una buena caracterización.

Observar que algunas de $R$-álgebras $A$ no tienen ninguna $R$-homomorphism $A \to R$ a todos. Sin embargo, el grupo de álgebras de admitir el aumento de mapa de $R[G] \to R$. Además, la diagonal mapa de $G \to G \times G$ induce $R[G] \to R[G] \otimes R[G]$ y dotar a $R[G]$ con la estructura de un coalgebra.

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