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¿Cómo encontrar el grupo de la unidad de $\Bbb Z[x]/(nx)$?

Estoy tratando de averiguar la estructura de grupo de grupo de unidades de $$\Bbb Z[x]/(nx)$$ donde $n\ge 2$ es un número entero.

Para encontrar las unidades no es la parte difícil, que va a ser de la forma $u+t$ donde $u$ es una unidad de $\Bbb Z$ $t$ es nilpotent elemento del polinomio anillo. La parte difícil está tratando de averiguar cómo se multiplican.

Como lo que puedo decir que estos grupos no parecen tener ningún torison, que es probablemente la razón por la que yo no podía entender su estructura.

Es allí cualquier manera de determinar cuál es la estructura de un grupo que podría ser?

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Himanshi Puntos 11

De hecho, el grupo de la unidad es totalmente de torsión, y puede ser descompuesto como una infinita suma directa de grupos finitos.

Escribir $r$ por el radical de $n$, $r$ es el producto de los distintos números primos dividiendo $n$. Considerar el grupo homomorphism \begin{align*} \varphi:\{\pm 1\}\times\bigoplus_{i=1}^\infty \frac{\mathbb{Z}}{\frac{n}{r}\mathbb{Z}}&\to \big(\mathbb{Z}/(nx)\big)^\times,\\ \big(\epsilon,(a_i)\big)&\mapsto \epsilon\prod_{i=1}^\infty (1+rx^i)^{a_i}. \end{align*} Este mapa es un isomorfismo. Voy a bosquejar una prueba.

En primer lugar, el producto en la definición de $\varphi$ converge como todos, pero un número finito de términos se $1$. Para verificar que esta bien definida asciende a $(1+rx^i)^{n/r}\equiv 1\mod nx$, lo cual no es demasiado difícil de probar con el juego de los coeficientes binomiales. El mapa de $\varphi$ es inyectiva, como $\epsilon$ se pueden leer en el término constante, y $\min\{i:a_i\neq 0\}=\min\{i:\varphi(\epsilon,(a_i))[x^i]\neq 0\}$.

Para surjectivity, supongo $$ f(x)=\sum_{i=0}^k b_i x^i\en \big(\mathbb{Z}/(nx)\big)^\times. $$ Esto significa $b_0\in\{\pm 1\}$$r|b_i$$i\geq 1$. Yo reclamo que por cada $m$, existe un elemento $A_m$ tal que $\varphi(A_m)\equiv f(x)\mod r^m x$. La prueba es por inducción en $m$. Para $m=1$, podemos tomar $A_1=(b_0,(0))$. Ahora suponga que la demanda tiene por $m$, y deje $A_m$ ser tal que $\varphi(A_m)\equiv f(x)\mod r^m x$. Entonces $$ \frac{f(x)}{\varphi(A_m)}=1+\sum_{i} c_i x^i, $$ con $r^m|c_i$. Es un ejercicio en el coeficiente binomial para demostrar que podemos tomar $$ A_{m+1}=A_m\cdot\left(1,\left(\frac{c_i}{r}\right)\right). $$

Hay algún entero positivo $m$ tal que $n|r^m$, por lo que tenemos $\varphi(A_m)=f(x)\in\big(\mathbb{Z}[x]/(nx)\big)^\times$. Esto demuestra que $\varphi$ es surjective.

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