45 votos

Mostrar el conjunto de cero divisores es un sindicato de primer ideales

Estoy trabajando en un ejercicio de Atiyah y MacDonald Álgebra Conmutativa, y han alcanzado un golpe en el Ejercicio 14 del Capítulo 1.

En un anillo de $A$, vamos a $\Sigma$ ser el conjunto de todos los ideales en los que cada elemento es un cero divisor. Mostrar que el conjunto de $\Sigma$ máximo de elementos y que cada elemento maximal de a $\Sigma$ es un alojamiento ideal. Por lo tanto el conjunto de cero-divisores en $A$ es un sindicato de primer ideales.

Veo por una aplicación del Lema de Zorn que $\Sigma$ máximo de elementos. Aprovecho $\mathfrak{m}$ a ser máxima en $\Sigma$,$xy\in\mathfrak{m}$. Desde $xy$ es un divisor de cero, $xyz=0$ algunos $z\neq 0$. Si $yz=0$, $y$ es un divisor de cero, de lo contrario $x$ es un divisor de cero. Así que supongo que, a continuación, desea mostrar a $x\in\Sigma$ o $y\in\Sigma$. Si no es, entonces, $\mathfrak{m}$ está correctamente contenida en $(\mathfrak{m},x)$$(\mathfrak{m},y)$. Sin embargo, no estoy seguro de cómo mostrar cualquiera de estos ideales es nuevo en $\Sigma$.

Si mi interpretación es correcta, elementos de $(\mathfrak{m},x)$ son finitos sumas de la forma $\sum_ia_im_i+bx$ $a_i\in A$, $m_i\in\mathfrak{m}$ y $b\in A$. Para mostrar esta suma es un divisor de cero, mi impresión es que si $c_im_i=0$$c_i\neq 0$$dx=0$$d\neq 0$, luego $$ \left(\sum_ia_im_i+bx\right)(d\prod_ic_i)=0. $$ Mi preocupación es que quizás $d\prod_ic_i=0$, por lo que las anteriores no muestran que $(\mathfrak{m},x)$ se compone de sólo divisores de cero. ¿Cómo puedo evitar esto? O acaso hay un mejor enfoque? Gracias por su ayuda.

51voto

Xenph Yan Puntos 20883

Deje $\frak{m}$ ser un elemento maximal en $\Sigma$. Queremos mostrar que es primo, es decir, que si $x\notin\frak{m}$$y\notin\frak{m}$,$xy\notin\frak{m}$.

Si $x\notin\frak{m}$$y\notin\frak{m}$, ${\frak{m}}+(x)$ ${\frak{m}}+(y)$ son tanto los ideales de $A$ que estrictamente contener $\frak{m}$, y por lo tanto cada uno debe contener no-cero-divisores ($\frak{m}$ es máxima entre los ideales que consta sólo de cero divisores, por lo que cualquier ideal que contiene estrictamente $\frak{m}$ no puede consistir sólo de cero divisores). Así, el ideal de la $({\frak{m}}+(x))({\frak{m}}+(y))\subseteq{\frak{m}}+(xy)$ contiene no-cero-divisores (porque hay al menos uno distinto de cero-divisor en cada una de las ${\frak{m}}+(x)$${\frak{m}}+(y)$, y el producto de dos no-cero-divisores es un no-cero-divisor). Pero el hecho de que ${\frak{m}}+(xy)$ contiene no-cero-divisores implica que ${\frak{m}}+(xy)$ estrictamente contiene $\frak{m}$, por lo tanto $xy\notin\frak{m}$. Por lo tanto $\frak{m}$ es primo.

14voto

David HAust Puntos 2696

SUGERENCIA $\ $ La no-cero-divisores de forma saturada monoid $\rm\:M\:$ (es decir,$\rm\:ab\in M\iff a\in M\:$ & $\rm\:b\in M\:$) así que su complemento es un sindicato de primer ideales. Esto puede ser demostrado, ya sea por localización, por lo que es elemental prueba de que el uso de un ideal maximal respecto de la exclusión de un monoid es primo. Para una muy buena exposición de ver las primeras páginas de Kaplansky: Conmutativa Anillos.

Nota $\ $ Para las generalizaciones, además de la Lam y Reyes papel Oka y Ako Ideal Familias en Anillos Conmutativos mencionado por Zev, ver también el artículo que se examina a continuación.


MR 95i:13023 13G05 06F20
Anderson, D. D.; Zafrullah, Muhammad
En un teorema de Kaplansky.
Boll. De la onu. Mat. Ital. (7) 8 (1994), no. 3, 397--402.

El complemento de un saturada multiplicatively conjunto cerrado es un sindicato de primer ideales (Bourbaki). $\ $ Los autores de aplicar esta hecho de una propiedad (*) de los no-cero elementos de la integral de dominio tal que los elementos de la satisfacción (*) formulario saturado multiplicatively conjunto cerrado. Las opciones adecuadas de (*) rendimiento las caracterizaciones de Ufd [I. Kaplansky, Conmutativa anillos, Univ. Chicago Press, Chicago, IL, 1974; MR 49 #10674], MCD dominios, la valoración y la Prüfer los dominios. Celosía ordenado y grupos de Riesz grupos se caracterizan de manera similar. [Revisado por C. P. L. Rodas]


Zbl 816.13001

El análisis de la prueba de Kaplansky del teorema, que una integral es un dominio de único de la factorización de dominio si y sólo si cada valor distinto de cero el primer ideal contiene un valor distinto de cero principales prime ideal, los autores afirman que - al salir de la prueba a la lector:

Deja D ser una parte integral de dominio. Vamos a (*) ser una propiedad de los elementos en D. Suponga que el conjunto S de cero elementos en D con (*) es no vacío saturado multiplicatively conjunto cerrado. A continuación, cada elemento distinto de cero en D (*) si y sólo si cada valor distinto de cero el primer ideal contiene un elemento distinto de cero con (*). Esta observación se aplica a diversas situaciones, para caracterizar

  1. integral de los dominios que son UFD,
  2. integral de los dominios que son de valoración de dominios,
  3. integral de los dominios que son Pruefer dominios,
  4. dirigido parcialmente ordenado grupos que son de celosía-ordenó,
  5. dirigido parcialmente ordenado grupos que son grupos de Riesz.

[ K. Roggenkamp (Stuttgart)]

11voto

Amitesh Datta Puntos 14087

Los siguientes pasos conducen a una solución:

(1) Si $a\in\Sigma$ no es un alojamiento ideal, vamos a mostrar que el $a$ no es un elemento maximal de a $\Sigma$. Desde $a$ no es un alojamiento ideal, no existe $x,y\not\in a$ tal que $xy\in a$. El ideal de $(a:x)=\{z\in A:xz\in a\}$ puede ser considerado.

(2) Demostrar que el $a\subseteq (a:x)$ y que esta inclusión es la correcta.

(3) Demostrar que $(a:x)$ consiste completamente de cero divisores. (Sugerencia: Si no, entonces no existe $z\in (a:x)$ tal que $z$ no es un divisor de cero. Deducir que $(a:z)\in \Sigma$.)

(4) Demostrar que $a$ no es maximal. (Sugerencia: La inclusión $a\subseteq (a:z)$ es adecuado. ¿Por qué?)

9voto

Andrew M Puntos 31

Una de los elementos de $(\mathfrak{m},x)$ puede ser descrito como $m_1+a_1 x$ donde$m_1 \in \mathfrak{m}$$a_1 \in A$, un poco más sencillo que el tuyo. Y creo que es mejor asumir que $x \notin \mathfrak{m}, y \notin \mathfrak{m} $ entonces deducir una contradicción, ya que $(\mathfrak{m},x)$ solo puede contener adecuadamente $\mathfrak{m}$, pero ambos $(\mathfrak{m},x) \supsetneq \mathfrak{m}$, $(\mathfrak{m},y) \supsetneq \mathfrak{m}$ hace una contradicción.

Así que supongamos que $xy \in \mathfrak{m}$ con $(\mathfrak{m},x) \supsetneq \mathfrak{m}$, $(\mathfrak{m},y) \supsetneq \mathfrak{m}$, luego hay $m_1+a_1 x \in (\mathfrak{m},x)$ $m_2+a_2 y \in (\mathfrak{m},y)$ no 0-divisores. A continuación, $(m_1+a_1 x)(m_2+a_2 y) \in \mathfrak{m}$ desde $xy$$\mathfrak{m}$. Pero esto es una contradicción, ya que un producto de la no 0-divisores no es un 0-divisor.

5voto

Amitesh Datta Puntos 14087

Zev la respuesta es excelente. Sin embargo, he aquí algunos ejercicios que proporcionan la práctica con la técnica de Zev introducido todos los anillos son conmutativas y tener una identidad multiplicativa):

Ejercicio 1: Deje $A$ ser un anillo con al menos una no-director de ideal. Deje $\Sigma$ ser el conjunto de todos los ideales de a $A$ que no son principales. Demostrar que $\Sigma$ máximo de elementos y que el máximo de elementos de $\Sigma$ son primos. (Sugerencia: estudiar mi respuesta cuidadosamente.)

Ejercicio 2: Deje $A$ ser un anillo con al menos uno no finitely generado ideal. Deje $\Sigma$ ser el conjunto de todos los ideales de a $A$ que no son finitely generado. Demostrar que $\Sigma$ máximo de elementos y que el máximo de elementos de $\Sigma$ son primos. (Sugerencia: deje $I$ ser un elemento maximal de a $\Sigma$. Si $I$ no es primo, entonces existe $x,y\not\in I$ tal que $xy\in I$. Utilice el hecho de que $I+(x)$ es finitely generado y que $(I:x)$ es finitely generado. ¿Por qué son estos ideales finitely generado?)

Ejercicio 3: Deje $S$ ser un multiplicatively subconjunto cerrado de $A$ tal que $0\not\in S$. (Definición: $S$ es cerrado bajo la multiplicación y la $1\in S$.) Deje $\Sigma$ ser el conjunto de todos los ideales de a $I$ tal que $I\cap S$. Tenga en cuenta que $\Sigma\neq \emptyset$ desde $0\in \Sigma$. Demostrar que $\Sigma$ máximo de elementos y que un elemento maximal $I$ $\Sigma$ es un alojamiento ideal. (Sugerencia: utilizar la técnica de Zev introducido.)

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