96 votos

¿Qué aspecto epimorphisms de anillos (conmutativos)?

(Antecedentes: En cualquier categoría, un epimorphism es una de morfismos $f:X\to Y$ que es "surjective" en el siguiente sentido: para cualquiera de los dos morfismos $g,h:Y\to Z$ si $g\circ f=h\circ f$,$g=h$. Aproximadamente, "cualquiera de las dos funciones en $Y$ que está de acuerdo en que la imagen de $X$ debe estar de acuerdo." Incluso en categorías donde usted tiene que subyace conjuntos, epimorphisms no son los mismos que surjections; por ejemplo, en la categoría de Hausdorff espacios topológicos, $f$ es un epimorphism si su imagen es densa.)

¿Qué epimorphisms de (decir conmutativa) anillos? Es fácil comprobar que para cualquier ideal $I$ en un anillo de $A$, el cociente mapa de $A\to A/I$ es un epimorphism. También, no es difícil ver que si $S\subset A$ es un subconjunto multiplicativo, entonces la localización de la $A\to S^{-1}A$ es un epimorphism. He aquí una prueba para abrir el apetito.

Si $g,h:S^{-1}A\to B$ son dos homomorphisms que está de acuerdo en $A$, entonces para cualquier elemento $s^{-1}a\in S^{-1}A$, tenemos
$$g(s^{-1}a)=g(s)^{-1}g(a)=h(s)^{-1}h(a)=h(s^{-1}a)$$

También, si $A\to B_i$ es una colección finita de epimorphisms, donde el $B_i$ han desunido apoyo como $A$-módulos, a continuación, $A\to\prod B_i$ es un epimorphism.

Es cada epimorphism de los anillos de algún producto de combinaciones de cocientes y localizaciones? Para decirlo de otra manera, supongamos $f: A\to B$ es un epimorphism de anillos con ningún kernel que envía no-unidades no-unidades de y tal que $B$ no tiene idempotents. Debe $f$ ser un isomorfismo?

64voto

Kevin Puntos 6567

No, no todos los epimorphism de los anillos es una composición de localizaciones y surjections.

Un epimorphism de anillos conmutativos es la misma cosa como una monomorphism de afín esquemas. Monomorphisms no sólo son incrustaciones, por ejemplo, la localización es un epimorphism y la correspondiente morfismos de esquemas no es un local cerrado de la incrustación.

Ejemplo: Vamos a $C$ ser el nodal afín cúbicos y deje $X$ ser su normalización. Elija cualquier punto de $x$ sobre el nodo. A continuación, $X\setminus\{x\}\to C$ es un monomorphism (véase la Proposición de abajo). La correspondiente homomorphism de los anillos es inyectiva pero no es una localización.

La proposición (EGA IV 17.2.6): Vamos a $f\colon X\to Y$ ser una de morfismos localmente finito de tipo entre los esquemas. TFAE:

(i) $f$ es un monomorphism.

(ii) Cada fibra de $f$ es un isomorfismo o vacío.

Comentario: Un plano epimorphism $A\to B$ es una localización si $A$ es normal y Q-factorial. Este es un resultado por D. Lazard y el P. Samuel. [cf. Lazard "Autour de la trivialidad" (IV, Prop 4.5)]

Comentario: hubo un seminario en epimorphisms de los anillos dirigida por el P. Samuel en 1967-68.

21voto

user27465 Puntos 159

Aquí es otro punto de vista sobre su pregunta. Como $\mathbb{Z}$ es el objeto inicial de unital (propiedad conmutativa) anillos, uno podría de todos se preguntan: ¿Qué epimorphisms de$\mathbb{Z}$?

Así que si $A = \mathbb{Z}$ en la pregunta original, ¿qué $B$? La respuesta a esto es bien conocido. De hecho, estos anillos de $B$ y su clasificación por lo que parecen haber sido (re)inventado varias veces, como "sólido anillos" por Bousfield y Kan (ver MO pregunta 95160: Sólido de los Anillos y de la Tor), como "T-anillos", por R. A. Bowshell y P. Schultz (Unital anillos cuyo aditivo endomorphisms commute, Matemáticas. Ann. 228 (1977), 197-214, http://eudml.org/doc/162991;jsessionid=07C5F5F5BBD354C0914511776DA20F5E), y la generalización de los dominios de Dedekind que se ha hecho en W. Pollas y W. Stephenson: Epimorphs y Dominios de Dedekind Dominios, J. Londres Matemáticas. Soc. (1984) s2-29(2): 224-228, http://jlms.oxfordjournals.org/content/s2-29/2/224.extract . (También, por Martín de Brandenburgo y a mí este verano, antes de que nos encontramos en estos papeles ...)

Así que aquí es una respuesta positiva en virtud de un restrictiva suposición: Si $A \rightarrow B$ es un epimorphism y $A$ es un dominio de Dedekind, a continuación, $B$ será construido a partir de las localizaciones y los cocientes de $A$ adecuado finito productos y directa límites. Para hacer "adecuado" más específicos, a continuación se muestra una descripción más concreta (la literatura por encima de la mayoría dice "tomar colimits/pullbacks"; véase Martin comentario para otras descripciones). Puedo restringir a $A = \mathbb{Z}$ (en su mayoría notacional) simplicidad:

Deje $P$ el conjunto de los números primos y deje $n: P \rightarrow \mathbb{N} \cup \lbrace 0, \infty \rbrace $ ser cualquier mapa (un "sobrenatural número"). Deje $P_{fin}(n)$ el conjunto de los números primos $p$$n(p) < \infty$. Definir

$B_n := \lbrace ((b_p)_p, b_l) \in \prod_{p \in P_{fin}(n)} \mathbb{Z} / p^{n(p)} \times \mathbb{Z}[P_{fin}(n)^{-1}] :$ $$b_p \equiv b_l \text{ mod } p^{n(p)} \text{ for all but finitely many } p \in P_{fin}(n)(b_l) \rbrace$$

(índice "$l$ " "localización de la parte"), donde:
-- $\mathbb{Z}[P_{fin}(n)^{-1}]$ es la localización de $\mathbb{Z}$ en el conjunto multiplicativo generado por $P_{fin}(n)$, es decir, el sub-anillo de $\mathbb{Q}$ generado por $\lbrace p^{-1}: p \in P_{fin}(n) \rbrace$;
-- con $v_p$ $p$- ádico de valoración en $\mathbb{Q}$, $P_{fin}(n)(b_l) := \lbrace p \in P_{fin}: v_p(b_l) \ge 0 \rbrace$ y la condición de $b_p \equiv b_l \text{ mod } p^{n(p)}$ hace sentido y es de entenderse en el sub-anillo de $\mathbb{Q}$ donde sólo el $p$'s $v_p(b_l) < 0$ están invertidas.

A continuación, $B_n$ es en realidad un sub-anillo del contacto directo con el producto, y para $n$ van más de lo sobrenatural números, estos son todos los $B$ con inyectiva epimorphisms $\mathbb{Z} \rightarrow B$. (Que no inyectiva son los cocientes. Con más complicada la notación, se podría incluir este caso contando el 0 como primer.)

Aquí están dos de fácil-a-ver propiedades:

  • $B_n$ es noetherian si y sólo si $|P_{fin}(n) \setminus P_0(n) | < \infty$ (donde $P_0(n) :=$ conjunto de los números primos $p$$n(p) = 0$), si y sólo si $B_n$ es el producto directo de un cociente y de la localización, es decir, $\mathbb{Z}/n \times \mathbb{Z}[P_{fin}(n)^{-1}]$ donde por abuso de notación $n$ es el número natural $\prod_{p \in P_{fin}(n)} p^{n(p)}$.

  • La no-cero de los números primos de $B_n$ corresponden a los en $P \setminus P_0(n)$. En particular, $B_n$ es artinian si y sólo si su dimensión de Krull es 0 si y sólo si $|P \setminus P_0(n)| < \infty$. De lo contrario, su dimensión de Krull es 1.

Todo esto es cierto, cum grano salis para cualquier dominio de Dedekind $A$ en lugar de $\mathbb{Z}$. En particular, tan pronto como $A$ tiene un número infinito de números primos, hay epimorphisms $A \rightarrow B$ donde $B$ no es noetherian. Por otro lado, si $A$ tiene sólo un número finito de números primos (que por cierto hace un PID), $B$ será de la forma $A/a \times S^{-1}A$ $a \in A$ $S \subseteq A$ multiplicativo que contiene todos los números primos dividiendo $a$ (y, posiblemente, 0). En cualquier caso, $B$ será un colimit de los productos de las localizaciones y los cocientes como en el anterior, así que la respuesta a la pregunta

supongamos $f:A \rightarrow B$ es un epimorphism de anillos con ningún kernel que envía no-unidades no-unidades y de tal manera que $B$ no tiene idempotents. Debe ser f un isomorfismo?

parece ser que sí , si $A$ es un dominio de Dedekind: E. g. en la configuración anterior, no las unidades de no-unidades implica la $P_0(n) = \emptyset$ $B$ no tener idempotents implica $P_{fin}(n) \setminus P_0(n) = \emptyset$.


Comentarios adicionales:

Comentario 1 (cf. David Rydh el primer comentario): Plano epimorphisms (de cualquier unital anillo) son las localizaciones para un determinado Gabriel topología y tiene un tipo de cálculo de fracciones. Para una precisa declaración, vea Quelques observaciones sur les épimorphismes plats (à gauche) d'anneaux por N. Popescu y T. Spircu, Journ. Alg. vol. 16, no. 1, págs 40-59, 1970, http://dx.doi.org/10.1016/0021-8693(70)90039-6, o Bo Stenström el libro de los Anillos de Cocientes, teorema 2.1 en el capítulo XI.

Observación 2: para Más información se puede en los trabajos de H. H. Storrer, por ejemplo, http://retro.seals.ch/digbib/view?rid=comahe-002:1973:48::11

Comentario 3: no he comprobado todos los detalles en la generalización de los dominios de Dedekind, así que ten cuidado (al menos, Martin y yo había alcanzado el mismo resultado para los PIDs). También, no sé si hay una generalización más allá de los dominios de Dedekind; supongo que Krull dominios podría ser atacable, pero no he intentado seriamente.

12voto

Bob Puntos 34449

Un poco de búsqueda activado:

Anillo epimorphisms y C(X) por Michael Barr, W. D. Burgess y R. Rafael (artículo).

Ellos consideran que esta cuestión para los anillos de la forma de funciones continuas sobre un espacio topológico. Se cita la siguiente caracterización de epimorphisms en la categoría de anillos conmutativos:

La proposición: Un homomorphism f : a → B es un epimorphism si y sólo si para todo b ∈ B, existen matrices C, D, E, un tamaño de 1 × n, n × n, y n × 1, respectivamente, donde (i) C y E tienen entradas en B, (ii) D tiene entradas en f(A), (iii) las entradas de CD y de elementos de f(A) y (iv) b = CDE. (Un triple que se llama un zig-zag para b.)

Esto parece un poco más complicado que el de la localización, aunque no he comprobado los datos.

Después van a demostrar que

2.12: Un subespacio Y de un perfectamente normal primero contables espacio X induce una epimorphism si y sólo si es cerrado.

Si yo entiendo la terminología de la forma correcta, entonces esto implica que

C([0,1],ℝ) → C((0,1),ℝ)

es un epimorphism.

Hay muchas más referencias en el artículo, y sería bueno tener un zig-zag para esta situación. Pero en el espíritu de la abrir-fuente de matemáticas, pensé en este post y a ver si alguien (posiblemente mí más adelante) puede llenar en los detalles.

Añadido Posterior: El ejemplo que me dio: C([0,1],ℝ) → C((0,1),ℝ) es una localización. Se obtiene por la inversión de todas las funciones en C([0,1],ℝ), que son de cero sólo en los puntos finales. Dada una función f ∈ C((0,1),ℝ), habrá una función g ∈ C([0,1],ℝ), que es distinto de cero, aparte de en 0 y 1 y que tiende a 0 en 0 y 1 más rápido que el producto g f también va a 0 en la final de puntos. Entonces g f es (la restricción de algo) C([0,1],ℝ) y g se convierte en invertible en C((0,1),ℝ). Así que f = g-1 (g f) es especificados en la localización de C([0,1],ℝ).

De hecho, el Barr et. al. papel de los comentarios sobre el hecho de que en todos los ejemplos que considerar la función de los anillos), la forma de zig-zag tiene una longitud de 1. Suponemos que si el zig-zag que siempre tienen longitud 1 (para una determinada función f: a → B), entonces B está formado por una localización en A. Una posible versión más fuerte de esta conjetura sería que este es un si-y sólo si. En cuyo caso, la búsqueda de un contra-ejemplo a Anton conjetura podría implicar la búsqueda de un caso en el que hubo un zig-zag de longitud 2. Sospecho que es un universal de la construcción sería el mejor enfoque para encontrar uno.

En el espíritu de la wiki-ness y haciendo sólo un poco en un momento, voy a dejar esto aquí.

Añadido Posterior: (debo de marca de hora estas? Sé que el sistema lo hace, pero es útil para incrustar en la edición?)

Aquí tenemos una dirección para mi conjetura anterior.

Si B = S-1A, entonces b ∈ B, tenemos b = s-1a para algún s ∈ S y a ∈ A. a Continuación, ponemos C = -1, D = s, E = b = s-1 a. Entonces CD = 1, DE = a, D ∈ f(A), y el CDE = b. Así, en una localización, en zig-zag que tiene longitud 1.

10voto

Ed Haber Puntos 1121

Un caso especial donde epimorphisms son surjective es la categoría de finito-dimensional conmutativa $k$-álgebras de donde $k$ es un campo. Véase, por ejemplo, esta página en las Pilas del Proyecto.

Esto puede ser útil en alguna ocasión, yo estaba tratando de convencerme a mi mismo de esta mañana que monomorphisms entre cocommutative $k$-coalgebras son aquellos cuyo subyacente son funciones inyectiva, y necesitaba el resultado anterior como un lexema (primera comprobar el resultado en finito-dimensional cocommutative $k$-coalgebras tomando lineal duales en el resultado anterior, y, a continuación, utilice el hecho de que cada coalgebra es la dirigida colimit del sistema de finito-dimensional subcoalgebras y las inclusiones entre ellos).

1voto

Jeff Atwood Puntos 31111

George Bergman me dio una referencia (Isbell,"Epimorphisms y dominios, IV") y una muy bonita contraejemplo. En particular, se dice que la caracterización de epimorphisms Andrés nos dio obras para los no-conmutativa anillos así:

Recordemos que una inclusión en B es un epimorphism si y sólo si el "dominio" de a en B es de todos los de B, donde este dominio se define como la sub-anillo de elementos de b de B que se comportan de la misma en virtud de todos los pares de homomorphisms en B que está de acuerdo en elementos de A.

Ahora la Plata-Mazet-Isbell zig-zag Lema para los anillos, dice que el dominio de a en B se compone de los elementos de B que puede ser escrito XYZ, donde X es una fila, Y un de la matriz, y Z de una columna de más de B, que XY y YZ tienen entradas en A. (Es fácil comprobar que tal el producto está en el dominio de Un -- un la generalización de la prueba de que si Y es en y tiene una inversa de a en B, entonces este inversa está en el dominio de A.)

Sea k un campo. Considerar la inclusión de k[x, xy, xy2 - y] en k[x,y]. Me dicen que este es un epimorphism. Tenga en cuenta que es un la inclusión, la no-unidades se convierten en unidades, y k[x,y] no tiene idempotents.

Supongamos que f y g son dos morfismos de k[x,y] a algunos otros conmutativa anillo que está de acuerdo en la sub-anillo. El uso de f(xy)=g(xy) y f(x)=g(x), vemos que f(xy2)=g(xy2):

f(yxy) = f(yx)f(y) = g(yx)f(y) = g(y)g(x)f(y) = g(y)f(x)f(y) = g(y)f(xy) = g(y)g(xy) = g(yxy)

Puesto que f y g coinciden en xy2-y, los que están de acuerdo y, por lo que de acuerdo sobre todo de k[x,y].

Finalmente, al ver que la inclusión no es un isomorfismo, considere la posibilidad de la surjective de morfismos k[x,y] k[x,x-1] el envío de y a x-1. Esto envía el sub-anillo k[x], que es claramente más pequeña, por lo que la inclusión de k[x,xy,xy2-y] en k[x,y] debe ser estricta.

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