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Álgebra lineal sobre un no-libres de f.g. módulo

Supongamos $M$ es un finitely módulo generado sobre un anillo conmutativo $R$. Yo estaba pensando acerca de la relación entre el$\operatorname{End}_R M$$M_n(R)$. Supongamos que arregle un set de generación de energía $m_1, \dotsc, m_n \in M$.

No todas las matrices $(a_{ij}) \in M_n(R)$ representa a $R$ lineal auto-mapas de $M$ a través de $$m_i \mapsto \sum_j a_{ij}m_j,$$ debido a que algunos de ellos no respetan a las relaciones que pueden mantener entre el $m_i$. Si una relación se mantiene en $m_i$, la misma que había mantener mejor para las columnas de a $a_{ij}$. Por ejemplo, en $\mathbb{Z}_2 \oplus \mathbb{Z}_3$, con la habitual de dos generadores, la matriz de $$\begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0\end{pmatrix}$$ no representa un mapa de abelian grupos. Así que tenemos que mirar a algunos subalgebra $S <M_n(R)$, lo que representa lineal auto-mapas de $M$.

Además, el hecho de que existen relaciones entre los generadores significa que, en general, una gran cantidad de matrices corresponden a las cero transformación. Así que parece que deberíamos pensar en la $\operatorname{End}_R M$ como cociente de $S$, por el ideal de las matrices que determinar el cero de la transformación. No veo ninguna razón por qué esto sería un dos caras ideal en $M_n(R)$, pero será en $S$.

Así que parece que cuando tratamos de hacer de la matriz de los cálculos cuando se trabaja con f.g. los módulos, así como cuando vamos a comprobar de Cayley-Hamilton y así sucesivamente, estamos buscando

$$M_n(R) \hookleftarrow S \twoheadrightarrow S/I \cong \operatorname{End}_R(M)$$

y trabajamos para que podamos hacer algunos matriz de cálculo dentro de $S$ que trabajo después de mod por $I$. (Supongo que en la comprobación de Cayley Hamilton, como aquí, estamos tomando el anillo a se $R[x]$.)

Nadie ofrece más aclarar perspectiva? Nunca he visto a fuentes que tratan como este, por lo que todas las referencias son bienvenidos.

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BenjaminBallard Puntos 111

Diciendo que tienen generadores $m_1, \ldots, m_n$ $M$ es equivalente a decir que hay un surjective de morfismos $\pi:R^n\to M$. Deje $K$ ser el núcleo de este morfismos. A continuación tenemos una breve secuencia exacta $$ 0 \K\R^n \M \0. $$ La aplicación de la functor $\operatorname{Hom}_R(R^n, ?)$ a esta secuencia, se obtiene una secuencia exacta $$ 0\a \operatorname{Hom}_R(R^n,K) \a \operatorname{Hom}_R(R^n,R^n) \stackrel{p} {\} \operatorname{Hom}_R(R^n,M) \a \operatorname{Ext}^1_R(R^n,K)=0, $$ donde el último término es igual a cero debido a que $R^n$ es un proyectiva $R$-módulo. Tenga en cuenta que $\operatorname{Hom}_R(R^n,R^n) \cong M_n(R)$ como anillos.

Si, por el contrario, se aplicó el functor $\operatorname{Hom}_R(?, M)$ arriba, a la corta secuencia exacta, se obtendría un inyectiva de morfismos $$ 0\a \operatorname{Hom}_R(M,M) \a \operatorname{Hom}_R(R^n, M). $$

Si llamamos a $Im$ la imagen de este morfismos, a continuación, $Im$ es isomorfo a $\operatorname{End}_R(M)$ como un grupo abelian. Dejando $p$ ser el de morfismos representado en el segundo exacto de la secuencia anterior, podemos definir a la $S=p^{-1}(Im)$, que es un subgrupo de $\operatorname{End}_R(R)\cong M_n(R)$.

Por lo tanto, hemos morfismos $$ M_n(R) \hookleftarrow S \stackrel{p}{\twoheadrightarrow} S/I \cong Im \cong \operatorname{End}_R(M), $$ donde $I$ es el subgrupo de $S$ de morfismos $R^n\to R^n$ $S$ que factor a través de la inclusión $K\to R^n$ (esto es donde podemos interpretar las relaciones entre los generadores $m_1, \ldots, m_n$).

Esto nos permite explicar los morfismos que usted pide en su post, con la importante salvedad de que los $S$ es un subgrupo de (y no un sub-anillo) y $I$ es otro subgrupo (y no un ideal). (Pero véase más abajo).


Edit. Pensando un poco más, podemos dar la siguiente descripción. $S$ será el conjunto de morfismos en $\operatorname{End}_R(R)$ que envían $K$ a $K$, por lo que es un sub-anillo de $\operatorname{End}_R(R)$. Por otra parte, $I$ es un dos caras ideal de $S$.

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