یک جدول مقایسه‌ای بین ایده‌آل اصلی، اول و ماکسیمال در جبر حلقه‌ها

عالی! اینجا یک جدول مقایسه‌ای بین ایده‌آل اصلی، اول و ماکسیمال در جبر حلقه‌ها آماده کرده‌ام تا تفاوت‌ها روشن‌تر شوند:

📊 جدول مقایسه انواع ایده‌آل‌ها

نوع ایده‌آل تعریف مثال در Z ویژگی کلیدی

ایده‌آل اصلی (Principal Ideal)ایده‌آلی که توسط یک عنصر منفرد تولید می‌شود:

6 Z = {..., -12, -6, 0, 6, 12, ...}

ساده‌ترین نوع ایده‌آل؛

همه ایده‌آل‌های Z اصلی هستند.

ایده‌آل اول (Prime Ideal)اگر (ab in I)، آنگاه یا (a in I) یا (b in I).

p Z برای عدد اول p مثل (5 Z )مشابه مفهوم عدد اول؛

حلقه خارج‌قسمتی (R/I) یک دامنه انتگرالی می‌شود.

ایده‌آل ماکسیمال (Maximal Ideal)هیچ ایده‌آل بزرگ‌تری جز کل حلقه شامل آن نیست.

(p Z ) برای عدد اول p

مثل 7 Z

حلقه خارج‌قسمتی (R/I) یک میدان می‌شود.

✨ نکته مهم

  • در Z ، هر ایده‌آل اول همزمان ماکسیمال است (چون خارج‌قسمتی میدان می‌شود).
  • در حلقه‌های عمومی‌تر، همه ایده‌آل‌های اول ماکسیمال نیستند، اما همه ایده‌آل‌های ماکسیمال اول هستند.

آیا دوست دارید من یک نمودار تصویری هم بسازم که روابط بین این سه نوع ایده‌آل (اصلی، اول، ماکسیمال) را به صورت دیاگرام مجموعه‌ها نشان دهد؟

کموتاتور (جابجا گر)

ن مقاله در مورد مفهوم ریاضی است. برای بخش الکتریکی، کموتاتور (الکتریکی) را ببینید . برای رابطه بین موجودات مزدوج متعارف ، به رابطه کموتاسیون متعارف مراجعه کنید . برای کاربردهای دیگر، Commutation را ببینید .

در ریاضیات , جابجایی نشان می دهد که تا چه حد یک عملیات باینری معین از جابجایی ناموفق است . در تئوری گروه و تئوری حلقه از تعاریف مختلفی استفاده می شود .

نظریه گروه

[ ویرایش ]

جابجا گر دو عنصر g و h از گروه G عنصر است

[ g ، h ] = g ^-1 h ^-1 gh .

این عنصر برابر با هویت گروه است اگر و فقط اگر g و h رفت و آمد کنند (یعنی اگر و فقط اگر gh = hg ).

مجموعه تمام کموتاتورهای یک گروه به طور کلی تحت عملیات گروه بسته نیست، اما زیرگروه G تولید شده توسط همه جابجا گر ها بسته است و گروه مشتق شده یا زیرگروه جابجا گر G نامیده می شود . جابجا گرها برای تعریف گروه های nilpotent و قابل حل و بزرگترین گروه ضریب آبلی استفاده می شوند .

از تعریف کموتاتور فوق در سراسر این مقاله استفاده شده است، اما بسیاری از نظریه پردازان گروه، کموتاتور را به این صورت تعریف می کنند.

[ g ، h ] = ghg ​​^-1 h^ -1 . [ 1 ] [ 2 ]

با استفاده از تعریف اول، این می تواند به صورت [ g^ -1 ، h^ -1 ] بیان شود .

هویت (نظریه گروهی)

[ ویرایش ]

هویت های کموتاتور ابزار مهمی در نظریه گروه هستند . [ 3 ] عبارت a x نشان دهنده مزدوج a با x است که به صورت x -1 ax تعریف شده است .

  1. {\displaystyle x^{y}=x[x,y].}
  2. {\displaystyle [y,x]=[x,y]^{-1}.}
  3. {\displaystyle [x,zy]=[x,y]\cdot [x,z]^{y}}و{\displaystyle [xz,y]=[x,y]^{z}\cdot [z,y].}
  4. {\displaystyle \left[x,y^{-1}\right]=[y,x]^{y^{-1}}}و{\displaystyle \left[x^{-1},y\right]=[y,x]^{x^{-1}}.}
  5. {\displaystyle \left[\left[x,y^{-1}\right],z\right]^{y}\cdot \left[\left[y,z^{-1}\right],x \right]^{z}\cdot \left[\left[z,x^{-1}\right],y\right]^{x}=1}و{\displaystyle \left[\left[x,y\right],z^{x}\right]\cdot \left[[z,x],y^{z}\right]\cdot \چپ[[y ,z],x^{y}\right]=1.}

هویت (5) پس از فیلیپ هال و ارنست ویت به نام هویت هال ویت نیز شناخته می شود . این یک آنالوگ نظری گروهی از هویت ژاکوبی برای کموتاتور نظری حلقه است (به بخش بعدی مراجعه کنید).

NB، تعریف فوق از مزدوج a توسط x توسط برخی از نظریه پردازان گروه استفاده می شود. [ 4 ] بسیاری از نظریه پردازان گروه دیگر مزدوج a توسط x را به عنوان xax -1 تعریف می کنند . [ 5 ] این اغلب نوشته می شودxالف{\displaystyle {}^{x}a}. هویت های مشابهی برای این کنوانسیون ها وجود دارد.

بسیاری از هویت ها که زیرگروه های خاصی مدول واقعی هستند نیز استفاده می شوند. اینها می توانند به ویژه در مطالعه گروه های قابل حل و گروه های nilpotent مفید باشند . به عنوان مثال، در هر گروهی، توان های دوم به خوبی رفتار می کنند:

{\displaystyle (xy)^{2}=x^{2}y^{2}[y,x][[y,x],y].}

اگر زیر گروه مشتق شده مرکزی باشد، پس

{\displaystyle (xy)^{n}=x^{n}y^{n}[y,x]^{\binom {n}{2}}.}

نظریه حلقه

[ ویرایش ]

حلقه ها اغلب از تقسیم پشتیبانی نمی کنند. بنابراین، جابجا گردو عنصر a و b از یک حلقه (یا هر جبر انجمنی ) به طور متفاوت با

{\displaystyle [a,b]=ab-ba.}

کموتاتور صفر است اگر و فقط اگر a و b جابجا شوند. در جبر خطی ، اگر دو شکل درونی یک فضا با ماتریس های رفت و آمد بر حسب یک مبنا نشان داده شوند، آنگاه بر حسب هر مبنا به این شکل نمایش داده می شوند. با استفاده از کموتاتور به عنوان یک براکت لی ، هر جبر انجمنی را می توان به جبر لی تبدیل کرد .

ضد جابجا گر دو عنصر a و b یک حلقه یا جبر انجمنی با تعریف می شود

{\displaystyle \{a,b\}=ab+ba.}

گاهی اوقات

{\displaystyle [a,b]_{+}}برای نشان دادن anticommutator، در حالی که استفاده می شود

{\displaystyle [a,b]_{-}}سپس برای جابجا گراستفاده می شود. [ 6 ] ضد جابجا گرکمتر مورد استفاده قرار می گیرد، اما می توان از آن برای تعریف جبرهای کلیفورد و جبر جردن و در استخراج معادله دیراک در فیزیک ذرات استفاده کرد .

جابجا گردو عملگر که در فضای هیلبرت عمل می‌کنند ، یک مفهوم مرکزی در مکانیک کوانتومی است ، زیرا نشان می‌دهد که چقدر دو قابل مشاهده توصیف‌شده توسط این عملگرها می‌توانند به طور همزمان اندازه‌گیری شوند. اصل عدم قطعیت به موجب رابطه رابرتسون- شرودینگر در نهایت یک قضیه در مورد چنین تغییردهنده‌هایی است . [ 7 ] در فضای فاز ، جابجا گرهای معادل ضربهای ستاره تابعی براکت‌های مویال نامیده می‌شوند و کاملاً با ساختارهای کموتاتور فضایی هیلبرت که ذکر شد هم‌شکل هستند.

هویت (نظریه حلقه)

[ ویرایش ]

کموتاتور دارای ویژگی های زیر است:

هویت های لی-جبر

[ ویرایش ]

  1. {\displaystyle [A+B,C]=[A,C]+[B,C]}
  2. {\displaystyle [A,A]=0}
  3. {\displaystyle [A,B]=-[B,A]}
  4. {\displaystyle [A,[B,C]]+[B,[C,A]]+[C,[A,B]]=0}

رابطه (3) ضد جابجا گر نامیده می شود ، در حالی که (4) هویت ژاکوبی است .

هویت های اضافی

[ ویرایش ]

  1. {\displaystyle [A,BC]=[A,B]C+B[A,C]}
  2. {\displaystyle [A,BCD]=[A,B]CD+B[A,C]D+BC[A,D]}
  3. {\displaystyle [A,BCDE]=[A,B]CDE+B[A,C]DE+BC[A,D]E+BCD[A,E]}
  4. {\displaystyle [AB,C]=A[B,C]+[A,C]B}
  5. {\displaystyle [ABC,D]=AB[C,D]+A[B,D]C+[A,D]BC}
  6. {\displaystyle [ABCD,E]=ABC[D,E]+AB[C,E]D+A[B,E]CD+[A,E]BCD}
  7. {\displaystyle [A,B+C]=[A,B]+[A,C]}
  8. {\displaystyle [A+B,C+D]=[A,C]+[A,D]+[B,C]+[B,D]}
  9. {\displaystyle [AB,CD]=A[B,C]D+[A,C]BD+CA[B,D]+C[A,D]B=A[B,C]D+AC[B, D]+[A,C]DB+C[A,D]B}
  10. {\displaystyle [[A,C],[B,D]]=[[[A,B],C],D]+[[[B,C],D],A]+[[[C, D],A],B]+[[[D,A],B],C]}

اگر A یک عنصر ثابت از یک حلقه R باشد ، هویت (1) را می توان به عنوان یک قانون لایب نیتس برای نقشه تفسیر کرد.

{\displaystyle \operatorname {ad} _{A}:R\rightarrow R}داده شده توسط

{\displaystyle \operatorname {ad} _{A}(B)=[A,B]}.

به عبارت دیگر، نقشه آگهی A یک مشتق بر روی حلقه R تعریف می کند . هویت های (2)، (3) قوانین لایب نیتس را برای بیش از دو عامل نشان می دهند و برای هر اشتقاقی معتبر هستند. هویت های (4) - (6) را می توان به عنوان قوانین لایب نیتس نیز تفسیر کرد. هویت های (7)، (8) Z - دوخطی بودن را بیان می کنند .

از هویت (9)، می توان دریافت که جابجایی قدرت های عدد صحیح عناصر حلقه عبارت است از:

{\displaystyle [A^{N},B^{M}]=\sum _{n=0}^{N-1}\sum _{m=0}^{M-1}A^{n} B^{m}[A,B]B^{Nn-1}A^{Mm-1}=\sum _{n=0}^{N-1}\sum _{m=0}^{M-1}B^{n}A^{m}[A,B]A^{Nn-1}B^{Mm-1}}

برخی از هویت‌های فوق را می‌توان با استفاده از نماد ± زیرمجموعه بالا به آنتی‌کموتاتور تعمیم داد. [ 8 ] به عنوان مثال:

  1. {\displaystyle [AB,C]_{\pm }=A[B,C]_{-}+[A,C]_{\pm }B}
  2. {\displaystyle [AB,CD]_{\pm }=A[B,C]_{-}D+AC[B,D]_{-}+[A,C]_{-}DB+C[ A,D]_{\pm }B}
  3. {\displaystyle [[A,B],[C,D]]=[[[B,C]_{+},A]_{+},D]-[[[B,D]_{+} ,A]_{+},C]+[[[A,D]_{+},B]_{+},C]-[[A,C]_{+},B]_{+ },D]}
  4. {\displaystyle \left[A,[B,C]_{\pm }\right]+\left[B,[C,A]_{\pm }\right]+\left[C,[A,B ]_{\pm }\right]=0}
  5. {\displaystyle [A,BC]_{\pm }=[A,B]_{-}C+B[A,C]_{\pm }=[A,B]_{\pm }C\mp B[A,C]_{-}}
  6. {\displaystyle [A,BC]=[A,B]_{\pm }C\mp B[A,C]_{\pm }}

هویت های نمایی

[ ویرایش ]

حلقه یا جبری را در نظر بگیرید که در آن نمایی است هالف=انقضا⁡(الف)=1+الف+12!الف2+⋯{\displaystyle e^{A}=\exp(A)=1+A+{\tfrac {1}{2!}}A^{2}+\cdots }را می توان به طور معناداری تعریف کرد، مانند جبر Banach یا حلقه ای از سری های قدرت رسمی .

در چنین حلقه‌ای، لم هادامارد که برای کموتاتورهای تودرتو اعمال می‌شود، به دست می‌دهد:

{\textstyle e^{A}Be^{-A}\ =\ B+[A,B]+{\frac {1}{2!}}[A,[A,B]]+{\frac {1 {3!}}[A,[A,[A,B]]]+\cdots \ =\ e^{\operatorname {ad} _{A}}(B).}(برای آخرین عبارت، مشتق الحاقی را در زیر ببینید.) این فرمول زیربنای بسط Baker–Campbell–Hausdorff از log(exp( A ) exp( B )) است.

یک بسط مشابه، تغییردهنده گروهی عبارات را بیان می کند{\displaystyle e^{A}}(مشابه عناصر گروه لی ) از نظر یک سری جابجا گر تو در تو (براکت های لی)،

{\displaystyle e^{A}e^{B}e^{-A}e^{-B}=\exp \!\left([A,B]+{\frac {1}{2!}} [A{+}B,[A,B]]+{\frac {1}{3!}}\left({\frac {1}{2}}[A,[B,[B,A]]]+[A{+}B,[A{+}B,[A,B]]]\right)+\cdots \right )

حلقه ها و جبرهای درجه بندی شده

[ ویرایش ]

هنگامی که با جبرهای درجه بندی شده سروکار داریم ، کموتاتور معمولا با جابجایی درجه بندی شده جایگزین می شود که در اجزای همگن به صورت تعریف می شود.

{\displaystyle [\omega ,\eta ]_{gr}:=\omega \eta -(-1)^{\deg \omega \deg \eta }\eta \omega .}

اشتقاق الحاقی

[ ویرایش ]

به خصوص اگر یکی با چند جابجا گر در یک حلقه R سر و کار داشته باشد ، نماد دیگری مفید خواهد بود. برای یک عنصر{\displaystyle x\in R}، نگاشت الحاقی را تعریف می کنیم{\displaystyle \mathrm {ad} _{x}:R\to R}توسط:

{\displaystyle \operatorname {ad} _{x}(y)=[x,y]=xy-yx.}

این نگاشت یک مشتق بر روی حلقه R است :

{\displaystyle \mathrm {ad} _{x}\!(yz)\ =\ \mathrm {ad} _{x}\!(y)\,z\,+\,y\,\mathrm {ad} _{x}\!(z).}

با هویت ژاکوبی ، آن نیز اشتقاقی بر عملیات کموتاسیون است:

{\displaystyle \mathrm {ad} _{x}[y,z]\ =\ [\mathrm {ad} _{x}\!(y),z]\,+\,[y,\mathrm {ad} } _{x}\!(z)].}

به عنوان مثال، با نوشتن چنین نگاشت هایی، به دست می آوریم

{\displaystyle \operatorname {ad} _{x}\operatorname {ad} _{y}(z)=[x,[y,z]\,]}و

{\displaystyle \operatorname {ad} _{x}^{2}\!(z)\ =\ \operatorname {ad} _{x}\!(\operatorname {ad} _{x}\!(z) )\ =\ [x،[x،z]\،].}ممکن است در نظر بگیریمالفد{\displaystyle \mathrm {ad} }خود به عنوان یک نقشه برداری،

{\displaystyle \mathrm {ad} :R\to \mathrm {End} (R)}، که

{\displaystyle \mathrm {End} (R)}حلقه ای از نگاشت از R به خود با ترکیب به عنوان عملیات ضرب است. سپسالفد{\displaystyle \mathrm {ad} }یک هممورفیسم جبر دروغ است که تغییر دهنده را حفظ می کند:

{\displaystyle \operatorname {ad} _{[x,y]}=\left[\operatorname {ad} _{x},\operatorname {ad} _{y}\right].}

در مقابل، همیشه هممورفیسم حلقه نیست : معمولا {\displaystyle \operatorname {ad} _{xy}\,\neq \,\operatorname {ad} _{x}\operatorname {ad} _{y}}.

قانون مولد لایب نیتس

[ ویرایش ]

قانون کلی لایب نیتس ، که مشتقات مکرر یک محصول را بسط می دهد، می تواند به صورت انتزاعی با استفاده از نمایش الحاقی نوشته شود:

{\displaystyle x^{n}y=\sum _{k=0}^{n}{\binom {n}{k}}\operatorname {ad} _{x}^{k}\!(y) \,x^{nk}.}

جایگزین کردن{\displaystyle x}توسط عملگر تمایز{\displaystyle \جزئی }، وy{\displaystyle y}توسط عملگر ضرب {\displaystyle m_{f}:g\mapsto fg}، دریافت می کنیم{\displaystyle \operatorname {ad} (\partial )(m_{f})=m_{\partial (f)}}و با اعمال هر دو طرف برای تابع g ، هویت به قانون معمول لایب نیتس برای مشتق n تبدیل می شود.{\displaystyle \partial ^{n}\!(fg)}.

همچنین ببینید

[ ویرایش ]

https://en.wikipedia.org/wiki/Commutator

ماتریس یکانی

​از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

برای ماتریس‌هایی که دارای قائم به میدان عدد حقیقی هستند، به ماتریس متعامد مراجعه کنید. برای محدودیت در تکامل مجاز سیستم های کوانتومی که مجموع احتمالات همه نتایج ممکن هر رویداد را تضمین می کند همیشه برابر با 1 است، به وحدت مراجعه کنید. الف>

در جبر خطی، یک ماتریس مربع مختلط معکوس U یکانی است اگر باشد ترانهاده مزدوج U* نیز معکوس

{\displaystyle U^{*}U=UU^{*}=UU^{-1}=I,}

که در آن I ماتریس همانی است.

در فیزیک، به ویژه در مکانیک کوانتومی، جابه‌جایی مزدوج به عنوان هرمیتین الحاقی یک ماتریس شناخته می‌شود و با علامت < نشان داده می‌شود. (†)، بنابراین معادله بالا نوشته شده است خنجر

{\displaystyle U^{\dagger }U=UU^{\dagger }=I.}

برای اعداد حقیقی، آنالوگ یک ماتریس یکانی یک ماتریس متعامد است. . ماتریس های یکانی در مکانیک کوانتومی اهمیت قابل توجهی دارند زیرا نرمها و بنابراین، دامنه های احتمال< را حفظ می کنند. a i=8>.

خواص[ویرایش]

برای هر ماتریس یکانی U با اندازه محدود، موارد زیر را نگه دارید:

  • با توجه به دو بردار مختلط x و y، ضرب توسط U ضرب داخلی خود را حفظ می کند. یعنی 〈Ux، Uy〉 .
  • U طبیعی است ({\displaystyle U^{*}U=UU^{*}}).
  • U قطری شدنی است. یعنی U به طور یکانی شبیه به یک ماتریس قطری است. نتیجه قضیه طیفی. بنابراین، U دارای تجزیه به شکل است.{\displaystyle U=VDV^{*}،} که در آن V یکانی است و D قطری است و یکانی.
  • {\displaystyle \left|\det(U)\right|=1}. به این معنا که،{\displaystyle \det(U)}روی دایره یکانی صفحه مختلط خواهد بود.
  • فضاهای ویژه آن متعامد هستند.
  • U را می توان به صورت U = e< نوشت >H است.ماتریس هرمیتی یک یکانی مختلط است و i، است ماتریس نمایی نشان دهنده e، که در آن iH

برای هر عدد صحیح n غیر منفی، مجموعه همه n * n ماتریس های یکانی با ضرب ماتریس یک گروه. (n)Uگروه یکانی ، به نام

هر ماتریس مربعی با نرم اقلیدسی یکانی، میانگین دو ماتریس یکانی است.<[1]

شرایط معادل[ویرایش]

اگر U یک ماتریس مربع و مختلط باشد، شرایط زیر معادل هستند:[2 ]

  1. Uیکانی است
  2. U^{*} یکانی است
  3. Uمعکوس است با{\displaystyle U^{-1}=U^{*}}.
  4. ستون هایU از مبنای متعارف از تشکیل می شود{\displaystyle \mathbb {C} ^{n}}با توجه به ضرب داخلی معمولی. به عبارت دیگر،{\displaystyle U^{*}U=I}.
  5. ردیف هایUیک پایه متعارف از{\displaystyle \mathbb {C} ^{n}}با توجه به ضرب داخلی معمولی. به عبارت دیگر،{\displaystyle UU^{*}=I}.
  6. U یک ایزومتی با توجه به نرم معمول است. یعنی {\displaystyle \|Ux\|_{2}=\|x\|_{2}}برای همه {\displaystyle x\in \mathbb {C} ^{n}} ، جایی که{\textstyle \|x\|_{2}={\sqrt {\sum _{i=1}^{n}|x_{i}|^{2}}}}.
  7. U یک ماتریس نرمال است (به طور معادل، یک مبنای متعارف وجود دارد که توسط بردارهای ویژه تشکیل شده است.U) با مقدارهای ویژه که روی دایره یکانی قرار دارد.

ساختارهای ابتدایی[ویرایش]

ماتریس یکانی 2*2ویرایش]

یک عبارت کلی از ماتریس یکانی *2 2 است

{\displaystyle U={\begin{bmatrix}a&b\\-e^{i\varphi }b^{*}&e^{i\varphi }a^{*}\\\end{bmatrix} },\qquad \left|a\right|^{2}+\left|b\right|^{2}=1\ ,}

که به 4 پارامتر حقیقی بستگی دارد (فاز a، فاز b چنین ماتریسی باشد تعیین). فرم به گونه ای پیکربندی شده است که φ، و زاویه b و a، قدر نسبی بین

{\displaystyle \det(U)=e^{i\varphi }~.}

زیر گروه آن عناصر {\displaystyle \ U\ }با {\displaystyle \ \det(U)=1\ } گروه یکانی ویژه SU(2) نامیده می شود.

در میان چندین شکل جایگزین، ماتریس U را می توان به این شکل نوشت:

{\displaystyle \ U=e^{i\varphi /2}{\begin{bmatrix}e^{i\alpha }\cos \theta &e^{i\beta }\sin \theta \\-e^ {-i\beta }\sin \theta &e^{-i\alpha }\cos \theta \\\end{bmatrix}}\ ,}

آ {\displaystyle \ e^{i\alpha }\cos \theta =a\ }و ه ،{\displaystyle \ e^{i\beta }\sin \theta =b\ ,}بالا و زوایای {\displaystyle \ \varphi،\alpha،\beta،\theta \ }می تواند هر مقداری را بگیرد.

از طریق معرفی {\displaystyle \\alpha =\psi +\delta \ }و ،{\displaystyle \ \beta =\psi -\delta \ ,}فاکتورسازی زیر را دارد:

{\displaystyle U=e^{i\varphi /2}{\begin{bmatrix}e^{i\psi }&0\\0&e^{-i\psi }\end{bmatrix}}{\ begin{bmatrix}\cos \theta &\sin \theta \\-\sin \theta &\cos \theta \\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}e^{i\delta }& 0\\0&e^{-i\delta }\end{bmatrix}}~.}

این عبارت رابطه بین 2*2 ماتریس های یکانی و 2 * 2 . θ زاویه ماتریس های متعامد

فاکتورگیری دیگر<[3] است

{\displaystyle U={\begin{bmatrix}\cos \rho &-\sin \rho \\\sin \rho &\;\;\cos \rho \\\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix} e^{i\xi }&0\\0&e^{i\zeta }\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}\;\cos \sigma &\sin \sigma \\-\sin \sigma &\cos \sigma \\\end{bmatrix}}~.}

بسیاری از عوامل دیگر یک ماتریس یکانی در ماتریس های پایه امکان پذیر است.[4][5][6]<[7]

همچنین ببینید<[ویرایش]

  • ماتریس هرمیتی و

ماتریس کج-هرمیتین

  • تجزیه ماتریس
  • گروه متعامد O(n)
  • گروه متعامد خاص SO(n)
  • ماتریس متعامد
  • ماتریس نیمه متعامد
  • دروازه منطق کوانتومی
  • گروه یونیتی ویژه SU(n)
  • ماتریس سمپلتیک
  • گروه یکانی U(n)
  • اپراتور یکانی

مراجع ]ویرایش]

  1. ^ لی، چی کوانگ؛ پون، ادوارد (2002). "تجزیه افزودنی ماتریس های حقیقی". جبر خطی و چند خطی. 50 (4): 321–326. doi:10.1080/03081080290025507. S2CID 120125694.
  2. ^ هورن، راجر آ. جانسون، چارلز آر (2013). تحلیل ماتریس. انتشارات دانشگاه کمبریج. doi:10.1017/CBO9781139020411. ISBN 9781139020411.
  3. ^ فور، هارتموت؛ Rzeszotnik، Ziemowit (2018). "نکته ای در مورد فاکتورگیری ماتریس های یکانی". جبر خطی و کاربردهای آن. 547: 32–44. doi:10.1016/j.laa.2018.02.017. ISSN0024-3795. S2CID125455174.
  4. ^ ویلیامز، کالین پی. (2011). "دروازه های کوانتومی". در ویلیامز، کالین پی. اکتشافات در محاسبات کوانتومی. متون در علوم کامپیوتر. لندن، انگلستان: Springer. پ. 82. doi:10.1007/978-1-84628-887-6_2 ISBN 978-1-84628-887-6.
  5. ^ نیلسن، M.A.؛ چوانگ، آیزاک (2010). محاسبات کوانتومی و اطلاعات کوانتومی. کمبریج، انگلستان: انتشارات دانشگاه کمبریج. پ. 20. ISBN 978-1-10700-217-3. OCLC 43641333.
  6. ^ بارنکو، آدریانو؛ بنت، چارلز اچ. کلیو، ریچارد؛ دیوینچنزو، دیوید پی. مارگولوس، نورمن؛ شور، پیتر؛ و همکاران (1 نوامبر 1995). "دروازه های ابتدایی برای محاسبات کوانتومی". بازبینی فیزیکی A. انجمن فیزیک آمریکا (APS). 52 (5): 3457–3467، esp.p. 3465. arXiv:quant-ph/9503016. doi:10.1103/physreva.52.3457. ISSN1050-2947. PMID9912645. S2CID8764584.
  7. ^ مرویان، ایمان (10 ژانویه 2022). "محدودیت‌های عملیات یکانی قابل تحقق که توسط تقارن و محل اعمال می‌شود". فیزیک طبیعت. 18 (3): 283-289. arXiv:2003.05524. doi:10.1038/s41567-021-01464-0. ISSN1745-2481. S2CID245840243.

    همچنین ببینید:

    Alhambra، lvaro M. (10 ژانویه 2022). "ممنوع با تقارن". اخبار & بازدیدها فیزیک طبیعت. 18 (3): 235–236. doi:10.1038/s41567-021-01483-x. ISSN 1745-2481. S2CID 256745894. فیزیک سیستم های بزرگ اغلب به عنوان نتیجه عملیات محلی در میان اجزای آن درک می شود. اکنون نشان داده شده است که این تصویر ممکن است در سیستم های کوانتومی که برهمکنش های آنها توسط تقارن محدود شده است ناقص باشد.

پیوندهای خارجی[ویرایش]

  • وایسستاین، اریک دبلیو. "ماتریس یکانی". MathWorld. تاد رولند.
  • Ivanova, O. A. (2001) [1994]، "ماتریس یکانی"، دانشنامه ریاضیات، پرس EMS
  • "نشان دهید که مقادیر ویژه یک ماتریس یکانی دارای مدول 1 هستند". Stack Exchange. 28 مارس 2016

ساده (جبر انتزاعی)

 

از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

  (برگرفته از ساده (جبر) )

 

در ریاضیات ، اصطلاح ساده برای توصیف ساختار جبری استفاده می شود که به نوعی نمی توان آن را با ساختار کوچکتر از همان نوع تقسیم کرد. به عبارت دیگر، یک ساختار جبری ساده است اگر هسته هر هم شکلی یا کل ساختار یا یک عنصر واحد باشد. چند نمونه عبارتند از:

الگوی کلی این است که ساختار هیچ رابطه همسایی غیر بدیهی ای را نمی پذیرد .

این اصطلاح در نظریه نیمه گروهی به طور متفاوتی استفاده می شود. به یک نیمگروه ساده گفته می شود که ایده آل های غیر بدیهی نداشته باشد ، یا اگر رابطه گرین J رابطه جهانی باشد، به طور معادل آن ساده است. هر همخوانی در یک نیمگروه با یک ایده آل همراه نیست، بنابراین یک نیمهگروه ساده ممکن است تطابق های غیر بدیهی داشته باشد. به یک نیمه گروه بدون تطابق غیر بدیهی، همسانی ساده می گویند .

همچنین ببینید [ ویرایش ]

منبع

https://en.wikipedia.org/wiki/Simple_(abstract_algebra)

    حلقه ساده

     

    از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد


    منابع در جبر انتزاعی ، شاخه ای از ریاضیات ، حلقه ساده حلقه ای غیر صفر است که علاوه بر ایده آل صفر و خودش، ایده آل دو طرفه ای ندارد. به طور خاص، یک حلقه جابجایی یک حلقه ساده است اگر و فقط اگر یک میدان باشد.

    مرکز یک حلقه ساده لزوماً یک میدان است نتیجه این است که یک حلقه ساده یک جبر انجمنی در این میدان است. بنابراین جبر ساده و حلقه ساده مترادف یکدیگرند.

    چندین مرجع (به عنوان مثال، لانگ (2002) یا بورباکی (2012)) علاوه بر این نیاز دارند که یک حلقه ساده آرتینی چپ یا راست ( یا به همان نسبت نیمه ساده ) باشد. تحت چنین اصطلاحاتی، حلقه غیر صفر بدون ایده آل های دو طرفه غیر پیش پا افتاده، شبه ساده نامیده می شود .

    حلقه‌هایی که مانند حلقه‌ها ساده هستند، اما خودشان یک ماژول ساده نیستند، وجود دارند: یک حلقه ماتریسی کامل بر روی یک میدان، هیچ ایده‌آل غیر اساسی ندارد (زیرا هر ایده‌آلM_{n}(R) از فرم است {\displaystyle M_{n}(I)} با من یک ایده آل از آر) اما دارای ایده آل های چپ غیر پیش پا افتاده است (مثلا مجموعه ماتریس هایی که تعدادی ستون صفر ثابت دارند).

    طبق قضیه آرتین-ودربرن ، هر حلقه ساده ای که آرتینین چپ یا راست باشد، یک حلقه ماتریسی بر روی یک حلقه تقسیم است . به طور خاص، تنها حلقه‌های ساده‌ای که یک فضای برداری با بعد محدود روی اعداد واقعی هستند، حلقه‌های ماتریس‌هایی هستند که روی اعداد حقیقی، اعداد مختلط یا چهارتایی قرار دارند.

    یک مثال از یک حلقه ساده که یک حلقه ماتریسی بر روی یک حلقه تقسیم نیست جبر Weyl است .

     

    فهرست

    شخصیت پردازی [ ویرایش ]

    یک حلقه یک جبر ساده است اگر فاقد ایده آل های دو طرفه غیر پیش پا افتاده باشد.

    یک مثال فوری از جبرهای ساده جبرهای تقسیمی هستند که در آن هر عنصر غیر صفر دارای یک معکوس ضرب است، به عنوان مثال جبر واقعی ربعات . همچنین، می توان نشان داد که جبر ازn\ بار nماتریس با ورودی در حلقه تقسیم ساده است. در واقع، این همه جبرهای ساده با بعد محدود را تا ایزومورفیسم مشخص می کند ، یعنی هر جبر ساده ای که بر روی مرکز آن بعد محدود باشد، به یک جبر ماتریسی روی یک حلقه تقسیم هم شکل است. این در سال 1907 توسط جوزف  ودربرن در پایان نامه دکترای خود، در اعداد ابرمجموعه ، که در مجموعه مقالات انجمن ریاضی لندن ظاهر شد ثابت شد . تز  ودربرن جبرهای ساده و نیمه ساده را طبقه بندی کرد. جبرهای ساده اجزای سازنده جبرهای نیمه ساده هستند: هر جبر نیمه ساده با ابعاد محدود، حاصل ضرب دکارتی، به معنای جبر، از جبرهای ساده است.

    نتیجه  ودربرن بعداً به حلقه های نیمه ساده در قضیه آرتین- ودربرن تعمیم داده شد.

    مثالها [ ویرایش ]

    اجازه دهید \mathbb {R}  میدان اعداد حقیقی باشد، \mathbb {C}  میدان اعداد مختلط باشد و \mathbb {H} کواترنیون ها .

    قضیه ودربرن [ ویرایش ]

    مقاله اصلی: قضیه آرتین–ودربرن

    قضیه  ودربرن حلقه های ساده را با یک واحد و یک ایده آل چپ حداقل مشخص می کند. (شرط آرتینی چپ تعمیم فرض دوم است.) یعنی می گوید که هر حلقه ای تا هم ریختی ، حلقه ای ازn\ بار n ماتریس روی یک حلقه تقسیم

    اجازه دهید دی حلقه تقسیم باشد و M_{n}(D) حلقه ای از ماتریس ها با ورودی های داخل باشد دی. نشان دادن این که هر چپ آرمانی در داخل است کار سختی نیستM_{n}(D) شکل زیر را می گیرد:

    {\displaystyle \{M\in M_{n}(D)\mid {\text{the }}n_{1},\dots ,n_{k}{\text{-امین ستونهای }}M{\text { ورودی صفر دارند}}\}}،

    برای برخی از زیر مجموعه های ثابت {\displaystyle \{n_{1},\dots ,n_{k}\}\subseteq \{1,\dots n\}}. بنابراین یک ایده آل مینیمال درM_{n}(D) از فرم است

    {\displaystyle \{M\in M_{n}(D)\mid {\text{همه ستون‌ها به جز }}k{\text{-امین ورودی صفر دارند}}\}}،

    برای یک معین ک. به عبارت دیگر، اگرمن پس یک ایده آل چپ حداقلی است {\displaystyle I=M_{n}(D)e}، جایی که هماتریس ناتوان با 1 در است{\displaystyle (k,k)}ورود و صفر در جای دیگر. همچنین،دی هم شکل است {\displaystyle eM_{n}(D)e}. ایده آل چپمن را می توان به عنوان یک ماژول سمت راست مشاهده کرد {\displaystyle eM_{n}(D)e}، و حلقه M_{n}(D)به وضوح با جبر هممورفیسم های این ماژول هم شکل است.

    مثال بالا لم زیر را پیشنهاد می کند:

    لما آ حلقه ای با هویت است 1و یک عنصر ناتوان ه، جایی که {\displaystyle AeA=A}. اجازه دهیدمن ایده آل چپ باشید {\displaystyle Ae}، به عنوان یک ماژول سمت راست در نظر گرفته شده است {\displaystyle eAe}. سپسآ نسبت به جبر هممورفیسم های روی هم شکل است من، نشان داده شده با {\displaystyle \operatorname {Hom} (I)}.

    اثبات: ما "نمایش منظم چپ" را تعریف می کنیم{\displaystyle \phi \colon A\to \operatorname {Hom} (I)} توسط {\displaystyle \phi (a)m=am} برای {\displaystyle m\in I}. سپس\phiتزریقی است زیرا اگر{\displaystyle a\cdot I=aAe=0}، سپس {\displaystyle aA=aAeA=0}، که دلالت بر آن دارد {\displaystyle a=a\cdot 1=0}.

    برای سوژه گرایی ، اجازه دهید{\displaystyle T\in \operatorname {Hom} (I)}. از آنجا که{\displaystyle AeA=A}، واحد 1 را می توان به صورت بیان کرد {\displaystyle \textstyle 1=\sum a_{i}eb_{i}}. بنابراین

    {\displaystyle \textstyle T(m)=T(1\cdot m)=T(\sum a_{i}eb_{i}m)=\sum T(a_{i}eeb_{i}m)=\sum T(a_{i}e)eb_{i}m=(\sum T(a_{i}e)eb_{i})m}.

    از آنجایی که بیان{\displaystyle \textstyle (\sum T(a_{i}e)eb_{i})}بستگی نداردمتر، \phiسوژه ای است. این لم را ثابت می کند.

    قضیه  ودربرن به راحتی از لم پیروی می کند.

    قضیه ( ودربرن ). اگرآیک حلقه ساده با واحد است1و یک ایده آل چپ مینیمالمن، سپس آنسبت به حلقه هم شکل استn\ بار n ماتریس روی یک حلقه تقسیم

    به سادگی باید مفروضات لم را تأیید کرد، یعنی یک ناتوان را پیدا کردهبه طوری که{\displaystyle I=Ae}، و سپس آن را نشان دهید{\displaystyle eAe}حلقه تقسیم است فرضیه{\displaystyle A=AeA} از آ ساده بودن

    همچنین مشاهده کنید [ ویرایش ]

    منبع

    https://en.wikipedia.org/wiki/Simple_ring

    حلقه آرتینی

     

    در جبر انتزاعی ، یک حلقه آرتینی (گاهی اوقات حلقه آرتین ) حلقه ای است که شرط زنجیره نزولی را بر روی ایده آل ها برآورده می کند . یعنی هیچ دنباله نزولی بی نهایت آرمان ها وجود ندارد. حلقه‌های آرتینی به افتخار امیل آرتین نامگذاری شده‌اند که برای اولین بار کشف کرد که شرط زنجیره نزولی برای ایده‌آل‌ها به طور همزمان حلقه‌ها و حلقه‌های محدودی را تعمیم می‌دهد که فضاهای برداری با ابعاد محدود بر روی میدان‌ها هستند . تعریف حلقه‌های آرتینی را می‌توان با تعویض شرط زنجیره نزولی با مفهومی معادل: شرط حداقل، دوباره بیان کرد .

     

    یک حلقه است آرتینی چپ اگر ارضا شرط زنجیره نزولی بر آرمان های چپ، آرتینی راست اگر آن را برآورده شرایط نزولی های زنجیره ای در آرمان راست، و آرتینی یا آرتینی دو طرفه آن است که اگر هر دو سمت چپ و راست آرتینی. برای حلقه های جابجایی ، تعاریف چپ و راست بر هم Iطبق هستند، اما به طور کلی آنها از یکدیگر متمایز هستند.

    آرتین-Wedderburn به قضیه مشخصه هر ساده حلقه آرتینی به عنوان یک حلقه از ماتریس بیش از یک حلقه تقسیم . این به این معنی است که یک حلقه ساده آرتینی باقی می ماند اگر و فقط اگر راست آرتین باشد.

    همان تعریف و اصطلاحات را می توان برای ماژول ها به کار برد و ایده آل ها با زیر ماژول ها جایگزین می شوند.

    اگرچه شرط زنجیره نزولی دوتایی به شرط زنجیره صعودی به نظر می رسد ، اما در حلقه ها در واقع شرایط قوی تر است. به طور خاص، پیامد قضیه آکیزوکی-هاپکینز-لویتزکی این است که یک حلقه آرتینی چپ (به عبارت سمت راست) به طور خودکار یک حلقه نوترین چپ (و یا راست) است . این برای ماژول های عمومی صادق نیست. یعنی یک ماژول آرتینی نباید یک ماژول نوتر باشد .

     

    فهرست

    مثال‌ها و نمونه‌های متقابل [ ویرایش ]

    • یک داIه انتگرال آرتینی است اگر و فقط اگر یک فیلد باشد.
    • حلقه ای با ایده آل های بسیار زیاد، مثلاً چپ، آرتینی باقی مانده است. به ویژه، یک حلقه محدود (به عنوان مثال،\mathbb {Z} /n\mathbb {Z} ) آرتینی چپ و راست است.
    • بگذارید k یک میدان باشد. سپسk[t]/(t^{n})برای هر عدد صحیح مثبت n آرتینی است .
    • به همین ترتیب، {\displaystyle k[x,y]/(x^{2},y^{3},xy^{2})=k\oplus k\cdot x\oplus k\cdot y\plus k\cdot xy\ oplus k\cdot y^{2}} یک حلقه آرتینی با حداکثر ایده آل است (x,y)
    • اگر I یک ایده آل غیر صفر از یک داIه Dedekind A باشد ، پسA/Iیک حلقه اصلی آرتینی است. [1]
    • برای هر n\geq 1، حلقه ماتریس کامل M_{n}(R)بر روی یک حلقه آرتینی چپ (مثلاً نوترین چپ) حلقه R آرتینی (مثلاً نوترین چپ) باقی مانده است. [2]

    دو مورد زیر نمونه هایی از حلقههای غیر آرتینی هستند.

    • اگر R هر حلقه ای باشد، حلقه چند جمله ای R[x] آرتینی نیست، زیرا ایده آل توسطx^{n+1} (به درستی) در ایده آل تولید شده توسط x^{n}برای همه اعداد طبیعی n . توجه داشته باشید که اگر R نوتری است، R[x] توسط قضیه پایه هیلبرت نیز چنین است.
    • حلقه اعداد صحیح \mathbb {Z}  یک حلقه نوتری است اما آرتینی نیست.

    ماژول ها روی حلقه های آرتینی [ ویرایش ]

    بگذارید M یک ماژول سمت چپ روی یک حلقه آرتینی چپ باشد. سپس موارد زیر معادل هستند ( قضیه هاپکینز ): (i) M به طور متناهی تولید می شود، (ii) M دارای طول محدود است (یعنی دارای سری ترکیبی است )، (iii) M نوترین است، (iv) M آرتینین است. [3]

    حلقه های آرتینی جابجایی [ ویرایش ]

    بگذارید A یک حلقه نوتری جایگزین با وحدت باشد. بعدی ها برابر هستند.

    • الف آرتینی است.
    • A یک محصول متناهی از حلقه های محلی آرتینی جابجایی است . [4]
    •  / صفر ( ) است حلقه نیم ساده ، که در آن صفر ( ) است رادیکال پوچ از . [ نیازIد Iبع ]
    • هر ماژول به طور متناهی تولید شده روی A طول محدودی دارد. (به بالا نگاه کن)
    • A دارای بعد هسته صفر است. [5] (به ویژه، رادیکال پوچ رادیکال یاکوبسون است زیرا ایده آل های اولیه حداکثر هستند.)
    • \operatorname {Spec} A محدود و گسسته است.
    • \operatorname {Spec} Aگسسته است. [6]

    فرض کنید k یک میدان و A به طور متناهی k - جبر تولید شده باشد . آنگاه A آرتینی است اگر و فقط اگر A به طور متناهی به عنوان k- module تولید شود .

    یک حلقه محلی آرتین کامل است. ضریب و محلی سازی یک حلقه آرتینی آرتینی است.

    حلقه آرتینی ساده [ ویرایش ]

    یک حلقه آرتینی ساده A یک حلقه ماتریسی بر روی یک حلقه تقسیم است. در واقع، [7] اجازه دهید I یک ایده آل راست حداقلی (غیر صفر) باشم . سپس، از آن زمان{\displaystyle AI}هوش مصنوعی یک ایده آل دو طرفه است، AI=Aاز آنجایی که A ساده است. بنابراین، ما می توانیم انتخاب کنیمa_{i}\در A به طوری که 1\in a_{1}I+\cdots +a_{k}I. فرض کنید k با توجه به آن ویژگی حداقل است. نقشه ماژول های A سمت راست را در نظر بگیرید:

    {\displaystyle {\begin{cases}I^{\plus k}\to A,\\(y_{1},\dots,y_{k})\mapsto a_{1}y_{1}+\cdots + a_{k}y_{k}\end{موارد}}}

    سوژه ای است. اگر تزریقی نیست، بگو:a_{1}y_{1}=a_{2}y_{2}+\cdots +a_{k}y_{k} با غیر صفر y_{1}. سپس، با حداقل بودن I ، داریم:y_{1}A=I. آن به شرح زیر است:

    a_{1}I=a_{1}y_{1}A\زیر مجموعه a_{2}I+\cdots +a_{k}I،

    که با حداقل بودن k در تضاد است . از این رو،I^{\plus k}\simeq A و بنابراین A\simeq \operatorname {End} _{A}(A)\simeq M_{k}(\operatorname {End} _{A}(I)).

    https://en.wikipedia.org/wiki/آرتینی_ring

    حلقه ی GF(8)

    arithmetic operations in Galois Field - Mathematics Stack Exchange

    مثال از حلقه خارج قسمتی

    Rings of Small Order - Wolfram Demonstrations Project

    حلقه اعداد صحیح به پیمانه 5

    1. Mathematics | Rings, Integral domains and Fields - GeeksforGeeks
    2. Mathematics | Rings, Integral domains and Fields - GeeksforGeeks

    تمرین در باره انواع ایده ال

    Solved Give an example of a commutative ring R and ideals I, | Chegg.com

    ایده آلهای اعداد صحیح

    Solved 2. (a) Show that every ideal in ring Z is principal. | Chegg.com

    ایده آل

    Solved 4. Find all of the ideals in each of the following | Chegg.com

    (سوالات نظری) درستی یا نادرستی عبارات زیر را مشخص کنید.

    توضیحات تصویر را اینجا وارد کنید

     تمام ایده آل های اصلی را در هر یک از حلقه های زیر بیابید.  Z10 و Z50

    Theoretical Questions) Determine the following statements are true or  false. - Mathematics Stack Exchange

    تمرین در باره ایده آل

    Solved 4. (a) Find all the prime ideals in Z24- (b) In Z × | Chegg.com

    تمرین در باره ایده ال های حلقه

    Solved In ring Z36 consider ideals I = (3) and J = (8). (a) | Chegg.com

    رادیکال ایده ال

    Solved 4.4 Ideal Radicals Let R be a commutative ring, let A | Chegg.com

    سوال از رادیکال حلقه

    Solved Q1. Show that (a) for any ideals 11, ... , In for R, | Chegg.com

    خواص رادیکال پوچ

    Solved 3. An element a of a commutative ring R is said to be | Chegg.com

    خواص ایده ال های حلقه

    Solved 5. R is a ring and「is an ideal. Define the radical | Chegg.com

    ادامه مدول تزریق

    محاسبات بدنه تزریقی [ ویرایش ]

    اگر آر حلقه نوتری است و {\mathfrak {p}} مجموعه ایده آل اول است {\displaystyle E=E(R/{\mathfrak {p}})}به عنوان بدنه تزریقی. بدنه تزریقیR/{\mathfrak {p}} بالای حلقه آرتین {\displaystyle R/{\mathfrak {p}}^{k}} را می توان به عنوان ماژول محاسبه کرد {\displaystyle (0:_{E}{\mathfrak {p}}^{k})}. این یک ماژول به همان طول است{\displaystyle R/{\mathfrak {p}}^{k}}[2] به ویژه، برای حلقه درجه بندی استاندارد{\displaystyle R_{\bullet }=k[x_{1},\ldots,x_{n}]_{\bullet }} و {\displaystyle {\mathfrak {p}}=(x_{1},\ldots,x_{n})}، {\displaystyle E=\oplus _{i}{\text{Hom}}(R_{i},k)} یک ماژول تزریقی است که ابزارهایی را برای محاسبه ماژول های تزریقی تجزیه ناپذیر برای حلقه های آرتینی ارائه می دهد. ک.

    خود تزریقی [ ویرایش ]

    یک حلقه محلی آرتین {\displaystyle (R,{\mathfrak {m}},K)} تزریقی بر خودش است اگر و فقط اگر {\displaystyle soc(R)} یک فضای برداری 1 بعدی است ک. این بدان معناست که هر حلقه محلی گورنشتاین که آرتین نیز هست روی خودش تزریق می شود زیرا دارای یک پایه یک بعدی است. [3] یک غیر مثال ساده حلقه است{\displaystyle R=\mathbb {C} [x,y]/(x^{2},xy,y^{2})} که دارای حداکثر ایده آل است (x,y) و میدان باقیمانده \mathbb {C} . پایه آن است{\displaystyle \mathbb {C} \cdot x\plus \mathbb {C} \cdot y}، که 2 بعدی است. میدان باقیمانده دارای بدنه تزریقی است{\displaystyle {\text{Hom}}_{\mathbb {C} }(\mathbb {C} \cdot x\oplus \mathbb {C} \cdot y,\mathbb {C} )}.

    ماژول ها بر روی جبر لی [ ویرایش ]

    برای جبر لی {\mathfrak {g}} بر فراز یک مزرعه ک از مشخصه 0، دسته ماژول ها {\displaystyle {\mathcal {M}}({\mathfrak {g}})}توصیف نسبتاً ساده ای از ماژول های تزریقی خود دارد. [4] با استفاده از جبر فراگیر جهانی هر تزریقی{\mathfrak {g}}ماژول را می توان از {\mathfrak {g}}-مدول

    {\displaystyle {\text{Hom}}_{k}(U({\mathfrak {g}})،V)}

    برای برخی کفضای برداری V. توجه داشته باشید که این فضای برداری دارای یک است{\mathfrak {g}}ساختار ماژول از تزریق

    {\displaystyle {\mathfrak {g}}\hookrightarrow U({\mathfrak {g}})}

    در واقع، هر {\mathfrak {g}}-ماژول دارای تزریق به برخی است {\displaystyle {\text{Hom}}_{k}(U({\mathfrak {g}})،V)} و هر تزریقی {\mathfrak {g}}-ماژول یک جمع مستقیم از برخی است {\displaystyle {\text{Hom}}_{k}(U({\mathfrak {g}})،V)}.

    نظریه [ ویرایش ]

    قضیه ساختار برای حلقه های نوترین جابجایی [ ویرایش ]

    بیش از یک حلقه نوترین جایگزین آر، هر مدول تزریقی مجموع مستقیمی از ماژول های تزریقی تجزیه ناپذیر است و هر مدول تزریقی تجزیه ناپذیر بدنه تزریقی میدان باقیمانده در یک نقطه اولیه است. {\mathfrak {p}}. یعنی برای تزریق{\displaystyle I\in {\text{Mod}}(R)} ، یک ایزومورفیسم وجود دارد

    {\displaystyle I\cong \bigoplus _{i}E(R/{\mathfrak {p}}_{i})}

    جایی که {\displaystyle E(R/{\mathfrak {p}}_{i})} بدنه تزریقی ماژول ها هستند {\displaystyle R/{\mathfrak {p}}_{i}}[5] علاوه بر این، اگرمن بدنه تزریقی یک ماژول است م سپس {\mathfrak {p}}_{i} اعداد اول مرتبط هستند م[2]

    منبع

    https://en.wikipedia.org/wiki/Injective_module

    Maximal ideal in Q[x,y]

    من سعی می کنم این را ثابت کنم ، y)یک ایده آل حداکثری است Q [x،y]. از آنجایی که یک ایده آل استI⊆ R اگر و فقط اگر حداکثر است / Iیک رشته است، برای اثبات آن کافی است Q [x،y/ ( ، y)یک میدان است.
    اجازه دهیدϕ Q [ y→ X: هممورفیسم ارزیابی باشد که ارسال می کند ، y)به )ϕϕ به وضوح surjective است و اگر ثابت کنم که هسته ϕ ایده آل است ، y)، نتیجه با قضیه اول یکریختی دنبال می شود.

    ، y⊆ Kϕ ) واضح است، اما برای اثبات شمول معکوس، ایده I این است که یک چند جمله ای را انتخاب کنم ، y∈ Kϕ ) و برای انجام تقسیم اقلیدسی از ، y) و X که در Q [ )و Q [ yبه ترتیب. مسئله این است که هیچ یک از آنها حلقه چند جمله ای روی میدان نیستند. یک قضیه وجود دارد که می گوید اگر R جابجایی است و اگر] پس PID است Rیک میدان است. از آنجایی که هیچ کدام [x]، نه Q [y]س[y] فیلدها هستند، نتیجه این است که هیچ کدام Q [ y]، نه Q [ y] PID هستند، بنابراین دامنه اقلیدسی نیستند.

    بدیهی است که تقسیم اقلیدسی مسئله را حل نمی کند. اگر در نظر بگیریم، y) به عنوان یک عنصر در (  y]Q [ ] )و اگر تقسیم کنیم y، سپس یک ضریب بدست می آوریم q، y)q و باقیمانده ای که هست 0 یا درجه 0 بر فراز yQ [ ] )، از این رو یک چند جمله ای است ) که در X فقط.

    سپس، ، yyq، y) و فرضیه ، 0 این را تضمین نمی کند 0. بنابراین، ما نمی توانیم به این نتیجه برسیمy تقسیم می کند ، y).

    آیا راهی برای رفع این اثبات وجود دارد یا رویکرد دیگری برای این مسئله وجود دارد

     

    https://math.stackexchange.com/questions/998205/maximal-ideal-in-mathbbqx-y

    شی آزاد  در یک رسته

     
    از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

    در ریاضیات , ایده شی آزاد یکی از مفاهیم اساسی جبر انتزاعی است . این بخشی از جبر جهانی است ، به این معنا که به انواع ساختارهای جبری (با عملیات پایانی ) مربوط می شود. همچنین از نظر تئوری رسته بندی فرمول بندی دارد ، اگرچه این در شرایط انتزاعی تر است. به عنوان مثال می توان به گروه های آزاد ، جبرهای تانسور یا شبکه های آزاد اشاره کرد . به طور غیررسمی، یک شی آزاد روی مجموعه A را می توان به عنوان یک ساختار جبری "عمومی" بر روی A در نظر گرفت .: تنها معادلاتی که بین عناصر شی آزاد برقرار می شود آنهایی است که از بدیهیات تعیین کننده ساختار جبری پیروی می کنند.

     

    فهرست

    تعریف [ ویرایش ]

    اشیاء آزاد تعمیم مستقیم به مقوله‌های مفهوم مبنا در فضای برداری هستند. یک تابع خطی u  : 1 → 2 بین فضاهای برداری کاملاً با مقادیر آن بر اساس فضای برداری 1 تعیین می شود . تعریف زیر این را به هررسته ای ترجمه می کند.

    دسته بتن یکرسته بندی است که با مجهز است عمل کننده وفادار به مجموعه ای ازرسته از مجموعه . فرض کنید C یکرسته مشخص با تابع وفادار F  : C → مجموعه باشد. فرض کنید X یک شی در مجموعه باشد (یعنی X یک مجموعه است که در اینجا یک پایه نامیده می شود )، بگذارید A یک شی در C باشد ، و اجازه دهید i  : X → F ( A ) یک ریخت تزریقی بین مجموعه های X وF ( A ) (به نام درج متعارف ). سپس گفته می شود که شی آزاد روی X (با توجه به i ) است اگر و فقط در صورتی که ویژگی جهانی زیر را برآورده کند :

    برای هر شی B در C و هر ریخت بین مجموعه های f  : X → F ( B ) یک شکل منحصر به فرد g وجود دارد  : A → B در C به طوری که f = F ( g ) ∘ i . یعنی نمودار زیر جابجایی می کند:

    {\begin{array}{c}X{\xrightarrow {\quad i\quad }}F(A)\\{}_{f}\searrow \quad \swarrow {}_{{F(g)}} \\F(B)\quad \\\end{آرایه}}

    به این ترتیب تابع آزاد که شی آزاد A را از مجموعه X می سازد ، به تابع فراموش کننده چسبیده می شود .

    مثالها [ ویرایش ]

    ایجاد اشیاء آزاد در دو مرحله انجام می شود. برای جبرهایی که با قانون تداعی مطابقت دارند ، اولین قدم این است که مجموعه ای از همه کلمات ممکن را که از یک الفبا تشکیل شده اند در نظر بگیریم . سپس مجموعه ای از روابط هم ارزی را بر کلمات تحمیل می کنیم، جایی که روابط، روابط تعیین کننده شی جبری در دست هستند. سپس شی آزاد از مجموعه ای از کلاس های هم ارزی تشکیل شده است .

    به عنوان مثال، ساخت گروه آزاد در دو ژنراتور را در نظر بگیرید. یکی با الفبای متشکل از پنج حرف شروع می شود\{e,a,b,a^{{-1}},b^{{-1}}\}. در مرحله اول، هنوز هیچ معنایی برای "حروف" مشخص نشده است.a^{-1} یا b^{-1}; این موارد بعداً در مرحله دوم ارائه خواهد شد. بنابراین، می توان به همان اندازه با الفبای پنج حرفی شروع کردS=\{a,b,c,d,e\}. در این مثال، مجموعه تمام کلمات یا رشته هW(S)شامل رشته مانند aebecede و abdc ، و غیره، طول محدود خودسرانه، با حروف مرتب در هر سفارش امکان پذیر است.

    در مرحله بعد، یک مجموعه از روابط هم ارزی را تحمیل می کند. روابط هم ارزی برای یک گروه ، ضرب در همانی است،ge=eg=gو ضرب معکوس: gg^{{-1}}=g^{{-1}}g=e. با اعمال این روابط روی رشته های بالا، به دست می آید

    {\displaystyle aebecede=aba^{-1}b^{-1}،}

    جایی که فهمیده شد ج یک پایه برای است a^{-1}، و د یک پایه برای است b^{-1}، در حالی که هعنصر همانی است. به طور مشابه، یکی دارد

    {\displaystyle abdc=abb^{-1}a^{-1}=e.}

    نشان دادن رابطه یا هم ارزی با\sim ، شی آزاد مجموعه ای از کلاس های هم ارزی کلمات است. بنابراین، در این مثال، گروه آزاد در دو مولد ضریب است

    {\displaystyle F_{2}=W(S)/\sim .}

    این اغلب به صورت نوشته می شود F_{2}=W(S)/E جایی که {\displaystyle W(S)=\{a_{1}a_{2}\ldots a_{n}\,\vert \;a_{k}\in S\,;\,n\in \mathbb {N} \}} مجموعه همه کلمات است و {\displaystyle E=\{a_{1}a_{2}\ldots a_{n}\,\vert \;e=a_{1}a_{2}\ldots a_{n}\,;\,a_{ k}\in S\,;\,n\in \mathbb {N} \}} پس از تحمیل روابط تعیین کننده یک گروه، کلاس هم ارزی همانی است.

    یک مثال ساده تر مونوئیدهای آزاد هستند . مونوئید آزاد در یک مجموعه X ، مونوئید تمام رشته های محدودی است که از X به عنوان الفبا استفاده می کنند، با عملیات الحاق رشته ها. همانی رشته خالی است. در اصل، مونوئید آزاد صرفاً مجموعه ای از همه کلمات است که هیچ رابطه هم ارزی تحمیلی ندارد. این مثال در مقاله ستاره Kleene بیشتر توسعه یافته است .

    پرونده عمومی [ ویرایش ]

    در حالت کلی، روابط جبری نیازی به تداعی ندارند، در این صورت نقطه شروع مجموعه همه کلمات نیست، بلکه رشته هایی است که با پرانتز نقطه گذاری شده اند، که برای نشان دادن گروه بندی غیر انجمنی حروف استفاده می شود. چنین رشته ای ممکن است به طور معادل با یک درخت دوتایی یا یک ماگمای آزاد نمایش داده شود . برگ های درخت حروف الفبا هستند.

    روابط جبری ممکن است پس از آن به طور کلی باشد arities یا روابط finitary بر روی برگ درخت. به جای شروع با مجموعه‌ای از تمام رشته‌های پرانتز ممکن، می‌توان راحت‌تر از جهان هربراند شروع کرد . توصیف یا برشمردن صحیح محتویات یک شی آزاد بسته به شی جبری خاص مورد نظر می تواند آسان یا دشوار باشد. به عنوان مثال، گروه آزاد در دو ژنراتور به راحتی توضیح داده می شود. در مقابل، اطلاعات کمی در مورد ساختار جبرهای هایتینگ آزاد در بیش از یک مولد وجود دارد. [1] مسئله تعیین اینکه آیا دو رشته مختلف متعلق به یک کلاس هم ارزی هستند یا خیر به عنوان مشکل کلمه شناخته می شود..

    همانطور که از مثال‌ها نشان می‌دهند، اشیاء آزاد شبیه ساختارهای نحوی هستند . می‌توان با گفتن اینکه کاربردهای عمده نحو را می‌توان به‌عنوان اشیاء آزاد توضیح داد و آن را تا حدی معکوس کرد، به‌گونه‌ای که «نقطه‌گذاری» ظاهراً سنگین را قابل توضیح (و به یاد ماندنی‌تر) می‌کند. [ توضیح لازم است ]

    جبرهای جهانی آزاد [ ویرایش ]

    نوشتار اصلی: جبر اصطلاحی

    [آیکون]

    این بخش نیاز به گسترش دارد . شما می توانید با اضافه کردن به آن کمک کنید . ( ژوئن 2008 )

    اجازه دهید اس هر مجموعه ای باشد و اجازه دهید \mathbf {A} یک ساختار جبری از نوع باشد\rho  تولید شده توسط اس. اجازه دهید مجموعه زیربنایی این ساختار جبری\mathbf {A} ، که گاهی به آن کیهان می گویند، باشد آ، و اجازه دهید {\displaystyle \psi :S\to A}یک تابع باشد. ما این را می گوییم{\displaystyle (A,\psi )} (یا فقط غیر رسمی \mathbf {A} جبر آزاد (از نوع\rho ) در مجموعه اساز ژنراتور آزاد اگر برای هر جبر\mathbf {B}  از نوع \rho  و هر عملکرد {\displaystyle \tau :S\to B}، جایی که ب یک جهان از \mathbf {B} ، یک هم شکلی منحصر به فرد وجود دارد {\displaystyle \sigma:A\to B} به طوری که {\displaystyle \sigma \circ \psi =\tau .}

    تابع آزاد [ ویرایش ]

    بیشترین تنظیمات کلی برای یک شیء آزاد در است نظریه رده ، که در آن یک تعریف عمل کننده از عمل کننده آزاد ، این است که الحاقی چپ به عمل کننده فراموشکار .

    دسته C از ساختارهای جبری را در نظر بگیرید . اشیاء را می توان به عنوان مجموعه ای به علاوه عملیات در نظر گرفت که از برخی قوانین پیروی می کنند. اینرسته یک تابع دارد،U:{\mathbf {C}}\to {\mathbf {Set}}, تابع فراموش کننده , که اشیاء و توابع را در C به Set ,رسته مجموعه ها نگاشت می کند . تابع فراموشکار بسیار ساده است: فقط تمام عملیات را نادیده می گیرد.

    تابع آزاد F ، وقتی وجود داشته باشد، الحاق چپ به U است . به این معنا که،F:{\mathbf {Set}}\to {\mathbf {C}}مجموعه های X را در مجموعه به اشیاء آزاد متناظر F ( X ) دررسته C می برد . مجموعه X را می توان به عنوان مجموعه ای از "مولدهای" جسم آزاد F ( X ) در نظر گرفت.

    برای اینکه تابع آزاد یک الحاق چپ باشد، باید یک Set -ریخت نیز داشته باشیم \eta :X\to U(F(X))\,\!. به‌طور واضح‌تر، F تا همریختیهای C است که با ویژگی جهانی زیر مشخص می‌شود :

    هر زمان که جبر در C و G  : X → U ( ) یک تابع (ریخت در این رده از مجموعه)، پس از آن منحصر به فرد وجود دارد C -ریخت h  : F ( X ) → به طوری که U ( h ) ∘  η = g .

    به طور مشخص، این یک مجموعه را به شی آزاد در آن مجموعه می فرستد. این "شامل یک مبنا" است. سوء استفاده از نشانه گذاری،X\ به F (X)(این از علامت گذاری سوء استفاده می کند زیرا X یک مجموعه است، در حالی که F ( X ) یک جبر است؛ به درستی، آن است.X\to U(F(X))).

    تحول طبیعی \eta :\operatorname {id}_{{\mathbf {Set}}}\to UFواحد نامیده می شود ؛ همراه با واحد \varepsilon :FU\to \operatorname {id}_{{\mathbf {C}}}، می توان یک جبر T و بنابراین یک موناد ساخت .

    عمل کننده هم آزاد است الحاقی حق به عمل کننده فراموشکار.

    وجود [ ویرایش ]

    قضایای وجود کلی وجود دارد که کاربرد دارد. اساسی ترین آنها این را تضمین می کند

    هرگاه C یک تنوع باشد ، برای هر مجموعه X یک شی آزاد F ( X ) در C وجود دارد .

    در اینجا، تنوع مترادفی برای یک مقوله جبری محدود است ، بنابراین دلالت بر این دارد که مجموعه روابط متناهی هستند ، و جبری هستند زیرا مونادیک بر مجموعه هستند .

    پرونده عمومی [ ویرایش ]

    انواع دیگر فراموشی نیز اشیایی مانند اشیاء آزاد را به وجود می آورند، به این ترتیب که آنها به یک تابع فراموش کننده و نه لزوماً به مجموعه ها رها می شوند.

    به عنوان مثال، ساخت جبر تانسور در یک فضای برداری ، سمت چپ به تابع در جبرهای انجمنی است که ساختار جبر را نادیده می گیرد. بنابراین اغلب جبر آزاد نیز نامیده می شود . به همین ترتیب جبر متقارن و جبر بیرونی جبرهای متقارن و ضد متقارن آزاد در فضای برداری هستند.

    فهرست اشیاء آزاد [ ویرایش ]

    همچنین ببینید: رده:ساختارهای جبری آزاد

    انواع خاصی از اشیاء آزاد عبارتند از:

    https://en.wikipedia.org/wiki/Free_object

    ضرب مستقیم

    از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

    در ریاضیات ، اغلب می توان یک ضرب مستقیم از اشیاء از قبل شناخته شده را تعریف کرد و یک ضرب جدید ارائه داد. این امر، حاصلضرب دکارتی مجموعه‌های زیربنایی را به همراه ساختاری که به طور مناسب تعریف شده روی مجموعه ضرب تعمیم می‌دهد . به طور انتزاعی تر، در مورد ضرب در نظریه دسته صحبت می شود که این مفاهیم را رسمیت می بخشد.

    به عنوان مثال، حاصل ضرب مجموعه ها، گروه ها (توضیح داده شده در زیر)، حلقه ها و دیگر ساختارهای جبری هستند . ضرب از فضاهای توپولوژیک به عنوان مثال دیگری است. [ مشکوک - بحث ]

    جمع مستقیم نیز وجود دارد - در برخی مناطق این به جای یکدیگر استفاده می شود، در حالی که در برخی دیگر مفهوم متفاوتی است.

     

    فهرست

    مثالها [ ویرایش ]

    • اگر فکر کنیم \mathbb {R}  به عنوان مجموعه اعداد حقیقی، سپس حاصلضرب مستقیم \mathbb {R} \times \mathbb {R}  فقط ضرب دکارتی است {\displaystyle \{(x,y)\mid x,y\in \mathbb {R} \}}.
    • اگر فکر کنیم \mathbb {R} به عنوان گروه اعداد حقیقی تحت جمع، سپس حاصلضرب مستقیم\mathbb {R} \times \mathbb {R}  هنوز دارد {\displaystyle \{(x,y)\mid x,y\in \mathbb {R} \}}به عنوان مجموعه زیربنایی آن تفاوت بین این و مثال قبل در این است\mathbb {R} \times \mathbb {R} اکنون یک گروه است، و بنابراین باید نحوه اضافه کردن عناصر آنها را نیز بگوییم. این کار با تعریف انجام می شود(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d).
    • اگر فکر کنیم \mathbb {R} به عنوان حلقه اعداد حقیقی، سپس حاصلضرب مستقیم\mathbb {R} \times \mathbb {R}  دوباره دارد {\displaystyle \{(x,y)\mid x,y\in \mathbb {R} \}}به عنوان مجموعه زیربنایی آن حلقه ساختار حلقه شامل اضافه تعریف شده توسط(a,b)+(c,d)=(a+c,b+d) و ضرب تعریف شده توسط (a,b)(c,d)=(ac,bd).
    • با این حال، اگر فکر کنیم \mathbb {R} به عنوان میدان اعداد حقیقی، سپس حاصلضرب مستقیم\mathbb {R} \times \mathbb {R}  وجود ندارد - تعریف ساده و ساده جمع و ضرب در مولفه مانند مثال بالا منجر به ایجاد یک فیلد نمی شود زیرا عنصر (1,0)یک ندارد وارون ضربی .

    به روشی مشابه، ما می توانیم در مورد حاصلضرب مستقیم ساختارهای جبری بسیار متناهی صحبت کنیم، به عنوان مثال \mathbb {R} \times \mathbb {R} \times \mathbb {R} \times \mathbb {R} . این به این حقیقیت بستگی دارد که ضرب مستقیم تا یکریختی تداعی کننده است . به این معنا که،{\splaystyle (A\times B)\times C\cong A\times (B\ بار C)} برای هر ساختار جبری آ، ب، و سیاز همان نوع ضرب مستقیم نیز جابجایی تا یکریختی، یعنی{\displaystyle A\times B\cong B\times A} برای هر ساختار جبری آ و باز همان نوع ما حتی می توانیم در مورد حاصل ضرب مستقیم ساختارهای جبری بی نهایت صحبت کنیم. برای مثال می‌توانیم ضرب مستقیم تعداد زیادی کپی از آن را در نظر بگیریم\mathbb {R} ، که به صورت می نویسیم \mathbb {R} \times \mathbb {R} \times \mathbb {R} \times \dotsb .

    ضرب مستقیم گروه [ ویرایش ]

    مقاله اصلی: ضرب مستقیم گروه ها

    در تئوری گروه می توان حاصل ضرب مستقیم دو گروه ( G , ∘) و ( H , ∙) را که با G × H نشان داده می شود تعریف کرد . برای گروه های آبلی که به صورت جمعی نوشته می شوند، می توان آن را مجموع مستقیم دو گروه نیز نامید که با نشان داده می شود.G\plus H.

    به صورت زیر تعریف می شود:

    • مجموعه ای از عناصر این گروه جدید است ضرب دکارتی از مجموعه ای از عناصر از G و H ، این است که {( g ، h ): g ∈ G ، h ∈ H }؛
    • روی این عناصر عملیاتی را که از نظر عنصر تعریف شده است قرار دهید:

      g , h ) × ( g ' , h ' ) = ( g ∘ g ' , h ∙ h ' )

    (توجه داشته باشید که ( G ، ∘) ممکن است با ( H ، ∙) یکسان باشد )

    این ساخت و ساز یک گروه جدید می دهد. دارای یک زیرگروه نرمال یکریخت به G (که توسط عناصر شکل ( g ، 1) داده می شود)، و یک یکریخت به H (شامل عناصر (1، h )).

    عکس این قضیه نیز صادق است، قضیه تشخیص زیر وجود دارد: اگر یک گروه K شامل دو زیرگروه نرمال G و H باشد ، به طوری که K = GH و اشتراک G و H فقط شامل هویت باشد، K به G × H یکریخت است . آرام شدن این شرایط، که نیاز به نرمال بودن تنها یک زیرگروه دارد، ضرب نیمه مستقیم را می دهد .

    به عنوان مثال، دو نسخه از گروه منحصر به فرد (تا یکریختی ها) مرتبه 2، 2 را به عنوان G و H در نظر بگیرید : مثلاً {1, a } و {1, b }. سپس 2 × 2 = {(1,1), (1, b ), ( a ,1), ( a , b )} با عنصر عملیات عنصر به عنصر. به عنوان مثال، (1، b )*( a ،1) = (1* a ، b *1) = ( a ، b )، و (1، b )*(1، b ) = (1، 2) = (1،1).

    با یک ضرب مستقیم، ما برخی از همریختی‌های گروهی طبیعی را به صورت آزاد دریافت می‌کنیم : نقشه‌های طرح‌ریزی که توسط تعریف می‌شوند

    {\displaystyle {\begin{aligned}\pi _{1}:G\times H\to G,\ \ \pi _{1}(g,h)&=g\\\pi _{2}:G \بار H\ به H،\ \ \pi _{2}(g,h)&=h\end{تراز شده}}}

    توابع مختصات نامیده می شود .

    همچنین، هر همریختی f نسبت به ضرب مستقیم کاملاً توسط توابع مؤلفه آن تعیین می شود f_{i}=\pi _{i}\circ f.

    برای هر گروه ( G ، ∘) و هر عدد صحیح N ≥ 0، استفاده مکرر از ضرب مستقیم این گروه از همه می دهد N - تاپل N (برای N  = 0 ما از گروه بدیهی )، برای مثال N و N .

    ضرب مستقیم مدول ها [ ویرایش ]

    حاصلضرب مستقیم برای مدول ها (نباید با حاصل ضرب تانسور اشتباه شود ) بسیار شبیه به چیزی است که برای گروه های بالا تعریف شده است، با استفاده از حاصلضرب دکارتی با عمل جمع به صورت مؤلفه، و ضرب اسکالر فقط بر روی همه مؤلفه ها توزیع می شود. با شروع از R، فضای اقلیدسی n را می گیریم ، مثال اولیه یک فضای برداری n بعدی حقیقی . ضرب مستقیم m و N است m + N .

    توجه داشته باشید که یک ضرب مستقیم برای یک اندیس متناهی \prod _{i=1}^{n}X_{i}متعارف به مجموع مستقیم یکریخت است \bigoplus _{i=1}^{n}X_{i}. مجموع مستقیم و حاصلضرب مستقیم برای اندیس های نامتناهی یکریخت نیستند، جایی که عناصر یک مجموع مستقیم برای همه صفر هستند اما برای تعداد متناهی از ورودی ها. آنها در مفهوم نظریه مقوله دوگانه هستند : مجموع مستقیم ضرب مشترک است ، در حالی که ضرب مستقیم حاصلضرب است.

    برای مثال در نظر بگیرید X=\prod _{i=1}^{\infty }\mathbb {R}  وY=\bigoplus _{i=1}^{\infty }\mathbb {R} ، حاصلضرب مستقیم بی نهایت و مجموع مستقیم اعداد حقیقی. فقط دنباله هایی با تعداد متناهی از عناصر غیر صفر در Y هستند . به عنوان مثال، (1،0،0،0،...) در Y است اما (1،1،1،1،...) نیست. هر دوی این دنباله ها در ضرب مستقیم X هستند . در واقع، Y یک زیر مجموعه مناسب از X است (یعنی Y  ⊂  X ). [1] [2]

    ضرب مستقیم فضای توپولوژیکی [ ویرایش ]

    ضرب مستقیم برای مجموعه ای از فضاهای توپولوژیکی X i برای i در I ، یک مجموعه اندیس، یک بار دیگر از ضرب دکارتی استفاده می کند.

    \prod _{i\در I}X_{i}.

    تعریف توپولوژی کمی مشکل است. برای فاکتورهای متناهی، این امر بدیهی و طبیعی است: به سادگی مجموعه‌های باز را مجموعه‌ای از ضرب دکارتی زیرمجموعه‌های باز از هر عامل به‌عنوان پایه در نظر بگیرید:

    {\mathcal {B}}=\{U_{1}\times \cdots \times U_{n}\ |\ U_{i}\ \mathrm {open\ in} \ X_{i}\}.

    این توپولوژی توپولوژی ضرب نامیده می شود . به عنوان مثال، به طور مستقیم تعریف توپولوژی ضرب در 2 توسط مجموعه باز از R (اتحادیه های مجزا از فواصل باز)، پایه و اساس این توپولوژی به همه اتحادیه های مجزا از مستطیل باز در فضا (شامل عنوان آن می رسد، آن همزمان با توپولوژی mیک معمول ).

    توپولوژی ضرب برای ضرب نامتناهی دارای پیچ و تاب است، و این به این مربوط می شود که بتوانیم تمام نقشه های طرح ریزی را پیوسته کنیم و همه توابع را به ضرب پیوسته تبدیل کنیم، اگر و تنها در صورتی که همه توابع اجزای آن پیوسته باشند (یعنی برای ارضای مقوله ها). تعریف ضرب: همریختی‌ها در اینجا توابع پیوسته هستند: ما به عنوان مبنای مجموعه‌های باز مجموعه‌ای از تمام ضرب دکارتی زیرمجموعه‌های باز از هر عامل را در نظر می‌گیریم، مانند قبل، با این قید که همه زیرمجموعه‌های باز، به جز تعداد متناهی، کل عامل هستند:

    {\mathcal {B}}=\left\{\prod _{i\in I}U_{i}\ {\Big |}\ (\exists j_{1},\ldots ,j_{n})(U_ {j_{i}}\ \mathrm {open\ in} \ X_{j_{i}})\ \mathrm {and} \ (\forall i\neq j_{1},\ldots ,j_{n})( U_{i}=X_{i})\right\}.

    توپولوژی با توپولوژی طبیعی تر، در این مورد، در نظر گرفتن ضرب بی نهایت زیر مجموعه های باز مانند قبل است، و این یک توپولوژی تا حدودی جالب، توپولوژی جعبه را به دست می دهد . با این حال، یافتن نمونه‌ای از توابع اجزای پیوسته که تابع ضرب آن‌ها پیوسته نیست، چندان دشوار نیست (برای مثال و موارد دیگر، توپولوژی جعبه ورودی جداگانه را ببینید). مشکلی که پیچش را ضروری می‌کند، در نهایت ریشه در این حقیقیت دارد که اشتراک مجموعه‌های باز تنها برای مجموعه‌های متناهی در تعریف توپولوژی باز است.

    ضرب (با توپولوژی ضرب) با توجه به حفظ خواص عوامل خود خوب هستند. برای مثال، حاصلضرب فضاهای هاسدورف هاوسدورف است. حاصلضرب فضاهای ّ همبند است و حاصلضرب فضاهای فشرده فشرده است. آخرین مورد که قضیه تیخنوف نامیده می شود ، معادل دیگری برای اصل انتخاب است .

    برای خواص بیشتر و فرمول‌بندی‌های معادل، توپولوژی ضرب ورودی جداگانه را ببینید .

    ضرب مستقیم روابط دودویی [ ویرایش ]

    در ضرب دکارتی دو مجموعه با رابطه دوتایی R و S، تعریف ( ، ب ) T ( ج ، د ) به عنوان R ج و ب S د . اگر R و S هر دو انعکاسی ، غیربازتابی ، متعدی ، متقارن یا ضد متقارن باشند ، T نیز خواهد بود. [3] به طور مشابه، seriality از T از ارث برده R و S . از ترکیب ویژگی ها نتیجه می شود که این برای a بودن نیز صدق می کند پیش سفارش و بودن یک رابطه هم ارزی . با این حال، اگر R و S روابط متصل هستند ، T نیازی به اتصال ندارد. برای مثال، حاصلضرب مستقیم ≤ \mathbb {N}  با خودش ارتباطی ندارد (1،2) و (2،1).

    ضرب مستقیم در جبر جهانی [ ویرایش ]

    اگر Σ یک امضای ثابت است ، I یک مجموعه اندیس دلخواه (احتمالا نامتناهی) است، و ( i ) i ∈ I یک خانواده نمایه شده از جبرهای Σ است، حاصلضرب مستقیم A = Π i ∈ I i یک جبر Σ تعریف شده است. به شرح زیر است:

    • مجموعه جهان A از A حاصل ضرب دکارتی مجموعه های جهان i از i است ، به طور رسمی: A = Π i ∈ I i ;
    • برای هر n و هر نماد عملیات n- ary f ∈ Σ , تفسیر آن A در A به طور رسمی به صورت جزء تعریف می شود: برای همه 1 , ..., n ∈ A و هر i ∈ I , i امین جزء A ( 1 , ..., n ) به صورت i ( 1 ( i ), ..., n (من )) .

    برای هر i ∈ I , i امین طرح π i  : A → i با π i ( a ) = a ( i ) تعریف می شود . این یک همریختی سورژکتیو بین جبرهای Σ A و i است . [4]

    به عنوان یک حالت خاص، اگر مجموعه اندیس I = { 1, 2 } باشد، حاصل ضرب مستقیم دو جبر Σ 1 و 2 به دست می آید که به صورت A = 1 × 2 نوشته می شود . اگر Σ فقط شامل یک عملیات باینری f باشد ، تعریف فوق از حاصلضرب مستقیم گروه ها با استفاده از نماد 1 = G ، 2 = H ، 1 = ∘ ، 2 = ∙ و f به دست می آید.A = ×. به طور مشابه، تعریف ضرب مستقیم مدول ها در اینجا خلاصه می شود.

    ضرب دسته بندی شده [ ویرایش ]

    مقاله اصلی: ضرب (نظریه طبقه بندی)

    ضرب مستقیم را می توان به یک دسته دلخواه انتزاع کرد . در یک دسته بندی کلی، با توجه به مجموعه ای از اشیاء A i و مجموعه ای از همریختی های p i از A تا A i [ توضیح لازم است ] با i در متناهی ه ای از مجموعه اندیس I ، یک شی A یک ضرب طبقه بندی شده در این دسته گفته می شود. اگر برای هر شی B و هر مجموعه ای از همریختی های f i از B به A i، یک همریختی منحصر به فرد f از B به A وجود دارد به طوری که f i = p i f و این شی A منحصر به فرد است. این نه تنها برای دو عامل، بلکه به طور دلخواه (حتی بی نهایت) برای بسیاری کار می کند.

    برای گروه‌ها به طور مشابه ضرب مستقیم مجموعه‌ای عمومی‌تر و دلخواه از گروه‌های G i را برای i در I ، I یک مجموعه اندیس تعریف می‌کنیم. با نشان دادن حاصل ضرب دکارتی گروه ها با G ، ضرب در G را با عمل ضرب مؤلفه تعریف می کنیم . و متناظر با p i در تعریف بالا نقشه های طرح ریزی هستند

    \pi _{i}\colon G\to G_{i}\quad \mathrm {by} \quad \pi _{i}(g)=g_{i}،

    توابعی که می گیرند (g_{j})_{j\in I}به i ام جزء آن g i .

    ضرب مستقیم داخلی و خارجی [ ویرایش ]

    همچنین نگاه کنید به: مجموع مستقیم داخلی

    برخی از نویسندگان بین یک ضرب مستقیم داخلی و یک ضرب مستقیم خارجی تمایز قائل می شوند. اگرA، B\ زیر مجموعه X و A\ بار B\cong X، می گوییم X یک ضرب مستقیم داخلی A و B است ، در حالی که اگر A و B فرعی نباشند، می گوییم که این یک ضرب مستقیم خارجی است.

    همچنین ببینید [ ویرایش ]

    ​منبع

    https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_product

    ادامه ویژگی جهانی 1

     

    ارتباط با دسته های کاما [ ویرایش ]

    مورفیسم های جهانی را می توان به طور خلاصه تر به عنوان اشیاء اولیه و پایانی در یک دسته کاما توصیف کرد.

    اجازه دهید F:C\to D فاکتور باشد و ایکس یک شی از D. سپس آن دسته کاما را به خاطر بیاورید{\displaystyle (X\downnarrow F)} مقوله ای است که در آن

    • اشیاء جفت فرم هستند {\displaystyle (B,f:X\to F(B))}، جایی که ب یک شی در است سی
    • یک مورفیسم از {\displaystyle (B,f:X\to F(B))} به {\displaystyle (B',f':X\to F(B'))} توسط یک مورفیسم داده می شود {\displaystyle h:B\to B'} که در سی به طوری که نمودار تغییر می کند:

    یک مورفیسم در دسته کاما با شکل ?'

     

    حال فرض کنید که شی {\displaystyle (A,u:X\to F(A))} که در {\displaystyle (X\downnarrow F)}اولیه است. سپس برای هر شی{\displaystyle (A',f:X\to F(A'))}، یک مورفیسم منحصر به فرد وجود دارد {\displaystyle h:A\to A'} به طوری که نمودار زیر تغییر می کند.

    این نشان دهنده ارتباط بین یک نمودار جهانی است که یک شی اولیه در یک دسته کاما است.

    توجه داشته باشید که برابری در اینجا به سادگی به این معنی است که نمودارها یکسان هستند. همچنین توجه داشته باشید که نمودار سمت راست برابری دقیقاً همان نمودار ارائه شده در تعریف یک مورفیسم جهانی ازایکس به اف. بنابراین، می بینیم که یک مورفیسم جهانی ازایکس به اف معادل یک شی اولیه در دسته کاما است {\displaystyle (X\downnarrow F)}.

    برعکس، به یاد بیاورید که دسته کاما {\displaystyle (F\downnarrow X)} مقوله ای است که در آن

    • اشیاء جفت فرم هستند {\displaystyle (B,f:F(B)\to X)} جایی که ب یک شی در است سی
    • یک مورفیسم از {\displaystyle (B,f:F(B)\to X)} به {\displaystyle (B',f':F(B')\to X)} توسط یک مورفیسم داده می شود {\displaystyle h:B\to B'} که در سی به طوری که نمودار تغییر می کند:

    این به سادگی تعریف مورفیسم را در دسته کاما نشان می دهد.

    فرض کنید {\displaystyle (A,u:F(A)\to X)} یک شی پایانه در است {\displaystyle (F\downnarrow X)}. سپس برای هر شی{\displaystyle (A',f:F(A')\to X)}، یک مورفیسم منحصر به فرد وجود دارد {\displaystyle h:A'\to A} به طوری که نمودارهای زیر جابجا می شوند.

    این نشان می دهد که یک شی پایانی در یک دسته کاما خاص با یک مورفیسم جهانی مطابقت دارد.

    نمودار سمت راست برابری همان نموداری است که هنگام تعریف یک مورفیسم جهانی ازاف به ایکس. از این رو، یک مورفیسم جهانی ازاف به ایکس با یک شی پایانه در دسته کاما مطابقت دارد {\displaystyle (F\downnarrow X)}.

    https://en.wikipedia.org/wiki/Universal_property

    ویژگی جهانی

     

    از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

    نمودار معمولی تعریف یک مورفیسم جهانی.

    در نظریه دسته بندی ، شاخه ای از ریاضیات ، یک ویژگی جهانی یک ویژگی مهم است که توسط یک مورفیسم جهانی ارضا می شود (به تعریف رسمی مراجعه کنید ). مورفیسم های جهانی را می توان به طور انتزاعی تر به عنوان اشیاء اولیه یا پایانی یک دسته کاما در نظر گرفت ( ارتباط با دسته های کاما را ببینید ). خصوصیات جهانی تقریباً در همه جا در ریاضیات وجود دارد، و از این رو مفهوم نظری مقوله دقیق به اشاره به شباهت‌های بین شاخه‌های مختلف ریاضیات کمک می‌کند، که حتی ممکن است برخی از آنها نامرتبط به نظر برسند.

    خصوصیات جهانی ممکن است به طور ضمنی در سایر زمینه‌های ریاضیات مورد استفاده قرار گیرند، اما تعریف انتزاعی و دقیق‌تر آن را می‌توان در نظریه دسته‌بندی مطالعه کرد.

    این مقاله به بررسی کلی خواص جهانی می‌پردازد. برای درک بهتر، مفید است به مطالعه چند نمونه اول، که بسیاری وجود دارد: تمام اشیاء رایگان ، محصول مستقیم و مجموع مستقیم ، گروه آزاد ، شبکه رایگان ، گروه ثانیه گروتنئیک ، تکمیل ددکیند-مک نیل ، توپولوژی کالا ، سنگ چک فشرده سازی ، محصول تانسور ، حد معکوس و حد مستقیم ، هسته و کوکرنل ، عقب نشینی ، فشار اوت واکولایزر .

     

    فهرست

    انگیزه [ ویرایش ]

    قبل از ارائه یک تعریف رسمی از خواص جهانی، انگیزه ای برای مطالعه چنین سازه هایی ارائه می دهیم.

    • جزئیات ملموس یک ساخت و ساز ممکن است درهم و برهم باشد، اما اگر ساخت و ساز یک ویژگی جهانی را برآورده کند، می توان همه آن جزئیات را فراموش کرد: همه چیزهایی که درباره ساخت و ساز باید بدانیم قبلاً در ویژگی جهانی موجود است. اگر از ویژگی جهانی به جای جزئیات عینی استفاده شود، اثبات ها اغلب کوتاه و ظریف می شوند. به عنوان مثال، جبر تانسور یک فضای برداری در واقع ساختن کمی دردناک است، اما استفاده از ویژگی جهانی آن، مقابله با آن را بسیار آسان‌تر می‌کند.
    • ویژگی های جهانی اشیاء را تا یک هم ریختی منحصر به فرد تعریف می کنند . [1] بنابراین، یک راهبرد برای اثبات هم‌شکل بودن دو شی، نشان دادن این است که آنها دارای ویژگی جهانی یکسانی هستند.
    • سازه های جهانی functorial در طبیعت: اگر کسی می تواند برای هر شی در یک دسته بندی انجام ساخت و ساز C پس از آن بدست عمل کننده در C . علاوه بر این، این تابع الحاق راست یا چپ به تابع U است که در تعریف ویژگی جهانی استفاده می شود. [2]
    • خواص جهانی در همه جای ریاضیات وجود دارد. با درک ویژگی‌های انتزاعی آن‌ها، فرد اطلاعاتی در مورد همه این ساختارها به دست می‌آورد و می‌تواند از تکرار تحلیل یکسان برای هر نمونه جدا خودداری کند.

    تعریف رسمی [ ویرایش ]

    برای درک تعریف یک ساختار جهانی، مهم است که به مثال‌هایی نگاه کنیم. ساختارهای جهانی از هوای رقیق تعریف نشدند، بلکه پس از اینکه ریاضیدانان متوجه الگوی بسیاری از ساختارهای ریاضی شدند، تعریف شدند (به مثال‌های زیر مراجعه کنید). از این رو، ممکن است در ابتدا این تعریف برای یک نفر معنی نداشته باشد، اما زمانی روشن می شود که آن را با مثال های عینی تطبیق دهیم.

    اجازه دهید F:C\to D یک عامل بین دسته ها باشد سی و D. در ادامه، اجازه دهیدایکس شیء بودن D، در حالی که آ و آ' اشیاء هستند سی.

    بنابراین، تابع اف نقشه ها آ، آ' و ساعت که در سی به F(A)، {\displaystyle F(A')} و {\displaystyle F(h)} که در D.

    یک مورفیسم جهانی ازایکس به اف یک جفت منحصر به فرد است {\displaystyle (A,u:X\to F(A))} که در Dکه دارای ویژگی زیر است که معمولاً به عنوان یک ویژگی جهانی شناخته می شود . برای هرگونه مورفیسم فرم {\displaystyle f:X\to F(A')} که در D، یک مورفیسم منحصر به فرد وجود دارد{\displaystyle h:A\to A'} که در سیبه طوری که در نمودار زیر رفت و آمد :

    نمودار معمولی تعریف یک مورفیسم جهانی.

    ما می توانیم این مفهوم طبقه بندی شده را دوگانه کنیم. یک مورفیسم جهانی ازاف به ایکس یک جفت منحصر به فرد است {\displaystyle (A,u:F(A)\to X)}که ویژگی جهانی زیر را برآورده می کند. برای هرگونه مورفیسم فرم{\displaystyle f:F(A')\to X} که در D، یک مورفیسم منحصر به فرد وجود دارد{\displaystyle h:A'\to A} که در سی به طوری که نمودار زیر تغییر می کند:

     

    توجه داشته باشید که در هر تعریف، فلش ها معکوس هستند. هر دو تعریف برای توصیف ساختارهای جهانی که در ریاضیات ظاهر می شوند ضروری هستند. اما به دلیل دوگانگی ذاتی موجود در نظریه مقوله نیز به وجود می آیند. در هر صورت می گوییم که جفت{\displaystyle (A,u)} که مانند بالا رفتار می کند یک ویژگی جهانی را برآورده می کند.

    مجموع مستقیم مدول ها

    از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

    برای استفاده گسترده تر از این اصطلاح در ریاضیات، به جمع مستقیم مراجعه کنید .

    در جبر انتزاعی ، مجموع مستقیم ساختاری است که چندین مدول را در یک مدول جدید و بزرگتر ترکیب می کند. مجموع مستقیم مدول ها کوچکترین مدول است که شامل مدول های داده شده به عنوان زیر مدول ها نامتناهی "غیر ضروری" است و آن را به نمونه ای از یک ضرب مشترک تبدیل می کند . در مقابل ضرب مستقیم ، که مفهوم دوگانه است .

    آشناترین نمونه‌های این ساختار هنگام در نظر گرفتن فضاهای برداری (مدول‌های روی یک میدان ) و گروه‌های آبلی (مدول‌های روی حلقه Z از اعداد صحیح ) رخ می‌دهد. ساخت و ساز ممکن است برای پوشش فضاهای باناخ و فضاهای هیلبرت نیز گسترش یابد .

     

    فهرست

    ساخت فضاهای برداری و گروه های آبلی [ ویرایش ]

    با این فرض که فقط دو شی داریم ابتدا ساخت را در این دو مورد ارائه می دهیم. سپس به یک خانواده دلخواه از مدول های دلخواه تعمیم می دهیم. عناصر کلیدی ساختار کلی با در نظر گرفتن عمیق این دو مورد به وضوح مشخص می شوند.

    ساخت دو فضای برداری [ ویرایش ]

    فرض کنید V و W هستند فضاهای برداری بیش از زمینه K . دکارتی ضرب V × W می توان ساختار فضای برداری بر داده K ( هالموس 1974 ، §18) با تعریف عملیات مولفه ای:

    • 1 , 1 ) + ( 2 , 2 ) = ( 1 + 2 , 1 + 2 )
    • α ( v , w ) = ( α v , α w )

    برای v , 1 , 2 ∈ V , w , 1 , 2 ∈ W و α ∈ K .

    فضای برداری حاصله به نام مجموع مستقیم از V و W و معمولا با یک علامت به اضافه در داخل یک دایره نشان داده می شود:

     

    {\displaystyle V\plus W}

     

    مرسوم است که عناصر یک مجموع مرتب شده را نه به صورت جفت مرتب شده ( v ، w )، بلکه به صورت مجموع v + w بنویسید .

    فضای فرعی V × {0} از V ⊕ W هم شکل با V است و اغلب با V شناسایی می شود . به طور مشابه برای {0} × W و W . ( مجموع مستقیم داخلی را در زیر ببینید.) با این شناسایی، هر عنصر V ⊕ W را می توان به یک و تنها یک روش به عنوان مجموع یک عنصر V و یک عنصر W نوشت . بعد از V ⊕ W به مجموع ابعاد برابر است V و W. یکی از کاربردهای اولیه، بازسازی یک فضای برداری محدود از هر زیرفضای W و مکمل متعامد آن است:

     

    {\displaystyle \mathbb {R} ^{n}=W\oplus W^{\perp }}

     

    این ساختار به راحتی به هر تعداد محدودی از فضاهای برداری تعمیم می یابد.

    ساخت و ساز برای دو گروه آبلی [ ویرایش ]

    برای گروه های آبلی G و H که به صورت جمعی نوشته می شوند، حاصلضرب مستقیم G و H نیز جمع مستقیم نامیده می شود ( مک لن & بیرخوف1999 , §V.6). بنابراین ضرب دکارتی G × H با تعریف عملیات به صورت جزء به ساختار یک گروه آبلی مجهز شده است:

    1 , 1 ) + ( 2 , 2 ) = ( 1 + 2 , 1 + 2 )

    برای 1 ، 2 در G و 1 ، 2 در H .

    مضرب های انتگرال به طور مشابه به صورت جزء تعریف می شوند

    n ( g ، h ) = ( ng ، nh )

    برای g در G ، h در H ، و n یک عدد صحیح . این به موازات گسترش حاصل ضرب اسکالر فضاهای برداری به مجموع مستقیم بالا است.

    گروه آبلی آمده است به نام مجموع مستقیم از G و H است و معمولا توسط یک نماد به علاوه در داخل یک دایره نشان داده می شود:

     

    {\displaystyle G\oplus H}

     

    مرسوم است که عناصر یک مجموع مرتب شده را نه به صورت جفت مرتب شده ( g ، h )، بلکه به صورت مجموع g + h بنویسید .

    زیر گروه G × {0} از G ⊕ H به ریخت است G است و اغلب با شناسایی G ؛ به طور مشابه برای {0} × H و H . ( مجموع مستقیم داخلی را در زیر ببینید.) با این شناسایی، درست است که هر عنصر G ⊕ H را می توان به یک روش و به عنوان مجموع یک عنصر از G و یک عنصر H نوشت . رتبه از G ⊕ H به مجموع صفوف برابر است G و H .

    این ساختار به راحتی به هر تعداد محدودی از گروه های آبلی تعمیم می یابد .

    ساخت یک خانواده دلخواه از مدول ها [ ویرایش ]

    باید به شباهت آشکاری بین تعاریف مجموع مستقیم دو فضای برداری و دو گروه آبلی توجه کرد. در واقع، هر یک مورد خاصی از ساخت مجموع مستقیم دو مدول است . علاوه بر این، با اصلاح تعریف می توان مجموع مستقیم یک خانواده نامتناهی از مدول ها را در نظر گرفت. تعریف دقیق به شرح زیر است ( بورباکی 1989 ، §II.1.6).

    فرض کنید R یک حلقه باشد و { i  :  i  ∈  I } یک خانواده از مدول های R سمت چپ که توسط مجموعه I نمایه می شوند . سپس مجموع مستقیم { i } به عنوان مجموعه تمام دنباله ها تعریف می شود(\alpha_i) جایی که \alpha_i \در M_i و \alpha_i = 0برای تعداد زیادی شاخص i . ( ضرب مستقیم مشابه است اما نیازی نیست که شاخص ها بطور همزمان ناپدید شوند.)

    همچنین می‌توان آن را به‌عنوان توابع α از I به اجتماع مجزا مدول‌های i تعریف کرد، به طوری که α( i ) ∈  i برای همه i ∈ I و α( i ) = 0 برای تعداد زیادی شاخص i . این توابع را می‌توان به‌طور معادل به‌عنوان بخش‌های پشتیبانی شده محدود از بسته فیبر روی مجموعه شاخص I در نظر گرفت ، با فیبر بیش ازمن در من بودن M_{i}.

    این مجموعه ساختار مدول را از طریق جمع مؤلفه و ضرب اسکالر به ارث می برد. به طور واضح، دو دنباله (یا تابع) α و β را می توان با نوشتن اضافه کرد(\alpha + \beta)_i = \alpha_i + \beta_iبرای همه i (توجه داشته باشید که این دوباره برای همه شاخص‌ها به استثنای تعداد محدودی صفر است)، و چنین تابعی را می‌توان با یک عنصر r از R با تعریف ضرب کرد.r(\alpha)_i = (r\alpha)_iبرای همه من . به این ترتیب، مجموع مستقیم به یک مدول R چپ تبدیل می شود و نشان داده می شود

     

    {\displaystyle \bigoplus _{i\in I}M_{i}.}

     

    نوشتن دنباله مرسوم است (\alpha_i) به صورت مجموع  \سیگما \alpha_i. گاهی اوقات یک جمع اولیه \سیگما \alpha_iبرای نشان دادن اینکه به طور همزمان بسیاری از عبارت ها صفر هستند استفاده می شود.

    خواص [ ویرایش ]

    • مجموع مستقیم زیرمجموعه ای از حاصلضرب مستقیم مدول های i است ( بورباکی 1989 ، §II.1.7). حاصلضرب مستقیم مجموعه ای از همه توابع α از I تا اتحاد متمایز مدول های i با α ( i )∈ i است ، اما لزوماً برای همه اما تعداد محدودی از i محو نمی شود . اگر مجموعه شاخص I محدود باشد، مجموع مستقیم و حاصلضرب مستقیم برابر هستند.
    • هر یک از مدول‌های i ممکن است با زیرمدول مجموع مستقیم متشکل از توابعی که در همه شاخص‌های متفاوت از i ناپدید می‌شوند، شناسایی شوند . با این شناسایی ها، هر عنصر x از مجموع مستقیم را می توان به یک و تنها یک روش به عنوان مجموع عناصر بسیار محدود از مدول های i نوشت .
    • اگر i در واقع فضاهای برداری باشند، بعد مجموع مستقیم برابر با مجموع ابعاد i است . همین امر در مورد رتبه گروه های آبلی و طول مدول ها صادق است .
    • هر فضای برداری روی میدان K نسبت به مجموع مستقیم کپی های به اندازه کافی از K هم شکل است ، بنابراین به یک معنا فقط این مجموع مستقیم باید در نظر گرفته شوند. این برای مدول های روی حلقه های دلخواه درست نیست.
    • ضرب تانسور توزیع مبالغ بیش از مستقیم به این معنا زیر: اگر N برخی از حق است R -مدول، سپس مجموع مستقیم ضربات تانسور از N با من (که گروه های آبلی هستند) به طور طبیعی به ضرب تانسور از ریخت N با مجموع مستقیم i .
    • مجموع مستقیم جابجایی و تداعی (تا هم شکلی) هستند، به این معنی که فرقی نمی کند که مجموع مستقیم را در کدام ترتیب تشکیل دهد.

    جمع مستقیم داخلی [ ویرایش ]

    همچنین ببینید: ضرب مستقیم داخلی

    فرض کنید M برخی R -مدول، و من است زیرمدول از M برای هر من در من . اگر هر X در M می توان در یک نوشته شده و تنها یک راه به عنوان مجموع متناهی از عناصر از من ، پس ما می گویند که M است که مجموع مستقیم داخلی از زیرمدولs من ( هالموس 1974 ، §18). در این مورد، M به طور طبیعی با مجموع مستقیم (خارجی) i همانطور که در بالا تعریف شد، هم شکل است.آدامسون 1972 ، ص61).

    زیرمدول N از M است جمع وند مستقیم از M اگر وجود دارد برخی دیگر زیرمدول وجود دارد N ' از M به طوری که M است داخلی مجموع مستقیم از N و N' . در این مورد، N و N′ زیرمدول های مکمل هستند .

    دارایی جهانی [ ویرایش ]

    در زبان نظریه رسته ، مجموع مستقیم است هم ضرب و از این رو هم حد در این رده از چپ R -مدولs، که به معنی آن است که با نکات زیر مشخص ضرب جهانی . برای هر i in I ، تعبیه طبیعی را در نظر بگیرید

    {\displaystyle j_{i}:M_{i}\rightarrow \bigoplus _{i\in I}M_{i}}

    که عناصر i را به توابعی ارسال می کند که برای همه آرگومان ها اما i صفر هستند . اگر i  : i → M نقشه های خطی R دلخواه برای هر i باشد ، دقیقاً یک نقشه خطی R وجود دارد.

    f : \bigoplus_{i \in I} M_i \rightarrow M

    طوری که f o j i = i برای همه i .

    گروه گروتندیک [ ویرایش ]

    مجموع مستقیم به مجموعه ای از اشیاء ساختار یک مونوئید جابجایی را می دهد ، به این صورت که جمع اشیاء تعریف شده است، اما تفریق نیست. در واقع، تفریق را می توان تعریف کرد، و هر مونوئیدی جابجایی را می توان به یک گروه آبلی گسترش داد . این پسوند به عنوان گروه گروتندیک شناخته می شود . گسترش با تعریف کلاس های هم ارزی از جفت اشیا انجام می شود، که به جفت های خاصی اجازه می دهد تا به عنوان معکوس در نظر گرفته شوند. ساختاری که در مقاله درباره گروه گروتندیک به تفصیل آمده است، «جهانی» است، به این دلیل که دارای خاصیت جهانی منحصر به فرد بودن است، و با هر تعبیه دیگری از یک مونوئید جابجایی در یک گروه آبلی هم شکل است.

    مجموع مستقیم مدول ها با ساختار اضافی [ ویرایش ]

    اگر مدول های مورد نظر ما دارای ساختار اضافی هستند (مثلاً یک هنجار یا یک ضرب داخلی )، در این صورت اغلب می توان مجموع مستقیم مدول ها را برای حمل این ساختار اضافی نیز ایجاد کرد. در این مورد، ما ضرب مشترک را در دسته مناسب همه اشیاء حامل ساختار اضافی به دست می آوریم . دو مثال برجسته برای فضاهای باناخ و فضاهای هیلبرت رخ می دهد .

    در برخی از متون کلاسیک، مفهوم مجموع مستقیم جبرها بر روی یک میدان نیز معرفی شده است. با این حال، این ساختار یک ضرب مشترک در دسته جبرها ارائه نمی دهد، بلکه یک ضرب مستقیم را ارائه می دهد ( به یادداشت زیر و اشاره در مورد مجموع مستقیم حلقه ها مراجعه کنید ).

    مجموع مستقیم جبرها [ ویرایش ]

    مجموع مستقیم جبرها ایکس و Y مجموع مستقیم به عنوان فضاهای برداری، با حاصلضرب است

    {\displaystyle (x_{1}+y_{1})(x_{2}+y_{2})=(x_{1}x_{2}+y_{1}y_{2}).}

    این نمونه های کلاسیک را در نظر بگیرید:

    \mathbf{R} \oplus \mathbf{R}است حلقه ریخت به تعداد تقسیم پیچیده ، همچنین در استفاده تجزیه و تحلیل فاصله .

    \mathbf{C} \oplus \mathbf{C}جبر تزارین است که توسط جیمز کاکل در سال 1848 معرفی شد.

    {\displaystyle \mathbf {H} \oplus \mathbf {H}،}به نام split-biquaternions ، توسط ویلیام کینگدون کلیفورد در سال 1873 معرفی شد.

    جوزف ودربرن از مفهوم مجموع مستقیم جبرها در طبقه بندی اعداد ابرمختلط استفاده کرد . به سخنرانی‌های او در مورد ماتریس‌ها (1934)، صفحه 151 نگاه کنید.\lambda (x \oplus y) = \lambda x \oplus \lambda y در حالی که برای ضرب مستقیم ممکن است یک فاکتور اسکالر به طور متناوب با قطعات جمع آوری شود، اما نه هر دو: {\displaystyle \lambda (x,y)=(\lambda x,y)=(x,\lambda y).\!} Ian R. Porteous از سه مجموع مستقیم بالا برای نشان دادن آنها استفاده می کند{\displaystyle ^{2}R,\ ^{2}C,\ ^{2}H,}به عنوان حلقه های اسکالر در تحلیل او از جبرهای کلیفورد و گروه های کلاسیک (1995).

    ساختاری که در بالا توضیح داده شد، و همچنین استفاده Wedderburn از اصطلاحات مجموع مستقیم و ضرب مستقیم از قراردادی متفاوت از آنچه در تئوری دسته بندی است پیروی می کند . از نظر مقوله‌ای، مجموع مستقیم ودربرن یک ضرب طبقه‌ای است ، در حالی که حاصلضرب مستقیم ودربرن یک ضرب مشترک (یا مجموع طبقه‌ای) است که (برای جبرهای جابه‌جایی) در واقع با حاصلضرب تانسور جبرها مطابقت دارد .

    جبرهای ترکیبی [ ویرایش ]

    نوشتار اصلی: جبر ترکیبی

    جبر ترکیبی {\displaystyle (A,\,^{\ast },n)}یک IS جبر بیش از یک میدان آ،یک دگرگونی {\displaystyle \,^{\ast }\,} و یک "هنجار" {\displaystyle n(x)=xx^{*}.} هر رشته ای ک باعث ایجاد یک سری جبرهای ترکیبی می شود که با شروع می شوند ک، و دگرگونی بی اهمیت، به طوری که {\displaystyle n(x)=x^{2}.} مرحله استقرایی در مجموعه شامل تشکیل مجموع مستقیم است A\plus A و با استفاده از involution جدید {\displaystyle (x,y)^{*}=x^{*}-y.}

    لئونارد دیکسون توسعه این ساخت و ساز دو برابر چهارگان برای اعداد Cayley و روش دو برابر شامل مجموع مستقیمA\plus Aساخت کیلی – دیکسون نامیده می شود . در مثال شروع با{\displaystyle K=\mathbb {R}،}این سری اعداد مختلط ، کواترنیون ها، اکتونیون ها و سدنیون ها را تولید می کند . شروع با{\displaystyle K=\mathbb {C} } و هنجار {\displaystyle n(z)=z^{2}،}این سری با اعداد دو مختلط ، دو کواترنیون ها و بیوکتونیون ها ادامه می یابد .

    ماکس زورن متوجه شد که ساختار کلاسیک کیلی- دیکسون ساخت برخی جبرهای ترکیبی را که به عنوان زیرجبرهای واقعی در{\displaystyle \left(\mathbb {C},z^{2}\right)}سری، به ویژه تقسیم octonions . یک ساختار اصلاح شده Cayley-Dickson که هنوز بر اساس استفاده از جمع مستقیم استA\plus A از یک جبر پایه آ، از آن زمان برای نمایش این مجموعه استفاده شده است {\displaystyle \mathbb {R}،} تعداد تقسیم پیچیده ، تقسیم چهارگان ، و تقسیم octonions.

    مجموع مستقیم فضاهای باناخ [ ویرایش ]

     

    مجموع مستقیم دو فضای باناخ ایکس و Y مجموع مستقیم است ایکس و Y به عنوان فضاهای برداری، با هنجار در نظر گرفته می شود {\displaystyle \|(x,y)\|=\|x\|_{X}+\|y\|_{Y}} برای همه x\در X و {\displaystyle y\in Y.}

    به طور کلی، اگر X_{i} مجموعه ای از فضاهای باناخ است که در آن منعبور از مجموعه شاخص من، سپس مجموع مستقیم {\displaystyle \oplus _{i\in I}X_{i}} یک مدول متشکل از تمام توابع است ایکس تعریف شده است من به طوری که {\displaystyle x(i)\در X_{i}} برای همه من در من و

     

    {\displaystyle \sum _{i\in I}\|x(i)\|_{X_{i}}<\infty .}

     

    هنجار با مجموع بالا داده می شود. مجموع مستقیم با این هنجار دوباره فضای باناخ است.

    به عنوان مثال، اگر مجموعه شاخص را در نظر بگیریم {\displaystyle I=\mathbb {N} } و {\displaystyle X_{i}=\mathbb {R}،} سپس مجموع مستقیم {\displaystyle \oplus _{i\in \mathbb {N} }X_{i}} فضا است {\displaystyle \ell _{1}،} که از تمام دنباله ها تشکیل شده است \ چپ (a_{i}\راست) واقعیات با هنجار محدود {\textstyle \|a\|=\sum _{i}\left|a_{i}\right|.}

    یک زیرفضای بسته آ از فضای باناخ ایکساست تکمیل صورتی که یکی دیگر فضا بسته وجود داردب از ایکس به طوری که ایکس برابر با مجموع مستقیم داخلی است A\plus B.توجه داشته باشید که هر زیرفضای بسته تکمیل نمی شود. به عنوان مثالج_{0} در تکمیل نشده است {\displaystyle \ell ^{\infty }.}

    مجموع مستقیم مدول ها با فرم های دوخطی [ ویرایش ]

    اجازه دهید {\displaystyle \left\{\left(M_{i},b_{i}\right):i\in I\right\}}خانواده ای باشد که توسطمناز مدول های مجهز به فرم های دو خطی . مجموع مستقیم متعامد مجموع مستقیم مدول با فرم دارای دو خط مستقیم استبتعریف شده توسط [1]

     

    {\displaystyle B\left({\left({x_{i}}\right),\left({y_{i}}\right)}\right)=\sum _{i\in I}b_{i }\left({x_{i},y_{i}}\right)}که در آن جمع حتی برای مجموعه های شاخص بی نهایت معنی دارد من زیرا فقط به طور محدود بسیاری از اصطلاحات غیر صفر هستند.

     

    مجموع مستقیم فضاهای هیلبرت [ ویرایش ]

    اطلاعات بیشتر: هسته مثبت - قطعی § ارتباط با فضاهای هیلبرت هسته در حال تولید و نقشه های ویژگی

    اگر به پایان می رسد بسیاری از فضاهای هیلبرت }}{\displaystyle H_{1},\ldots,H_{n}} داده می شود، می توان مجموع مستقیم متعامد آنها را مانند بالا ساخت (از آنجایی که آنها فضاهای برداری هستند) و حاصلضرب داخلی را به صورت زیر تعریف کرد:

     

    {\displaystyle \left\langle \left(x_{1},\ldots,x_{n}\right),\left(y_{1},\ldots,y_{n}\right)\right\rangle =\ langle x_{1},y_{1}\rangle +\cdots +\langle x_{n},y_{n}\rangle .}

     

    مجموع مستقیم حاصل یک فضای هیلبرت است که شامل فضاهای هیلبرت داده شده به عنوان زیرفضاهای متعامد متقابل است .

    اگر بی نهایت فضاهای هیلبرت سلام} برای من در منداده می شود، ما می توانیم همان ساخت و ساز را انجام دهیم. توجه داشته باشید که هنگام تعریف حاصلضرب داخلی، فقط تعداد محدودی از جمع غیر صفر خواهند بود. با این حال، نتیجه فقط یک فضای داخلی ضرب خواهد بود و لزوما کامل نخواهد بود . سپس مجموع مستقیم فضاهای هیلبرت را تعریف می کنیمسلام} تا تکمیل کننده این فضای ضرب درونی باشد.

    به طور متناوب و معادل، می توان مجموع مستقیم فضاهای هیلبرت را تعریف کرد سلام} به عنوان فضای همه توابع α با دامنه من، به طوری که \alpha(i) عنصری است از سلام} برای هر من در من و:

     

    {\displaystyle \sum _{i}\left\|\alpha _{(i)}\right\|^{2}<\infty .}

     

    حاصلضرب داخلی دو تابع α و β به صورت زیر تعریف می شود:

     

    {\displaystyle \langle \alpha ,\beta \rangle =\sum _{i}\langle \alpha _{i},\beta _{i}\rangle .}

     

    این فضا کامل است و ما یک فضای هیلبرت دریافت می کنیم.

    به عنوان مثال، اگر مجموعه شاخص را در نظر بگیریم {\displaystyle I=\mathbb {N} } و {\displaystyle X_{i}=\mathbb {R}،} سپس مجموع مستقیم {\displaystyle \oplus _{i\in \mathbb {N} }X_{i}} فضا است {\displaystyle \ell _{2}،} که از تمام دنباله ها تشکیل شده است \ چپ (a_{i}\راست) واقعیات با هنجار محدود {\textstyle \|a\|={\sqrt {\sum _{i}\left\|a_{i}\right\|^{2}}}.}با مقایسه این با مثال برای فضاهای باناخ ، می بینیم که مجموع مستقیم فضای باناخ و مجموع مستقیم فضای هیلبرت لزوماً یکسان نیستند. اما اگر تعداد مجموع‌های بسیار محدودی وجود داشته باشد، مجموع مستقیم فضای باناخ با مجموع مستقیم فضای هیلبرت هم شکل است، اگرچه هنجار متفاوت خواهد بود.

    هر فضای هیلبرت به یک مجموع مستقیم از تعداد زیادی کپی از میدان پایه هم شکل است، که یا {\displaystyle \mathbb {R} {\text{ یا }}\mathbb {C}.} این معادل این ادعاست که هر فضای هیلبرت مبنایی متعارف دارد. به طور کلی، هر زیرفضای بسته یک فضای هیلبرت تکمیل می شود زیرا یک مکمل متعامد را می پذیرد . برعکس، قضیه Lindenstrauss-Tzafriri بیان می کند که اگر هر زیرفضای بسته یک فضای باناخ تکمیل شود، فضای باناخ هم شکل (از نظر توپولوژیکی) به فضای هیلبرت است.

    همچنین ببینید [ ویرایش ]

    ​منبع

    https://en.wikipedia.org/wiki/Direct_sum_of_modules

    ادامه حلقه چند جمله ای 8

    حلقه های چند جمله ای غیر جابجایی [ ویرایش ]

    مقاله اصلی: جبر آزاد

    برای حلقه‌های چندجمله‌ای بیش از یک متغیر، ضربها X ⋅ Y و Y ⋅ X به سادگی برابر تعریف می‌شوند. مفهوم کلی تری از حلقه چند جمله ای زمانی به دست می آید که تمایز بین این دو ضرب عادی حفظ شود. بعبارت دیگر، حلقه چند جمله ای در N نامحاسبه متغیر با ضرایب را در حلقه R است حلقه مونوئید R [ N ]، که در آن مونوئید N است مونوئید آزاد در N حروف، همچنین به عنوان مجموعه ای از تمام رشته ها بیش از یک الفبای شناخته شده Nنمادها، با ضرب داده شده توسط الحاق. نه ضرایب و نه متغیرها نیاز به رفت و آمد بین خود ندارند، بلکه ضرایب و متغیرها با یکدیگر رفت و آمد دارند.

    فقط به عنوان حلقه چند جمله ای در N متغیر با ضرایب در حلقه جابجایی R آزاد جابجایی پذیر است R جبر رتبه N ، حلقه چند جمله ای غیر مبادلهای در N متغیر با ضرایب در حلقه جابجایی R انجمنی آزاد، یکه است R جبر در n ژنراتور، که زمانی که n  > 1 غیرجابه‌جایی است .

    حلقه‌های دیفرانسیل و چند جمله‌ای کج [ ویرایش ]

    مقاله اصلی: گسترش اور

    دیگر تعمیم چند جمله ای ها حلقه های دیفرانسیل و چند جمله ای چوله ای هستند.

    حلقه چند جمله ای دیفرانسیل یک حلقه از است عملگرهای دیفرانسیل تشکیل شده از یک حلقه R و یک اشتقاق δ از R به R . این اشتقاق بر روی R عمل می کند و هنگامی که به عنوان یک عملگر مشاهده می شود ، X نشان داده می شود . عناصر R نیز بر روی R با ضرب عمل می کنند. ترکیب عملگرهای است که به عنوان ضرب معمولی مشخص. نتیجه می شود که رابطه δ ( ab ) =  ( b ) + δ ( a ) b ممکن است به عنوان بازنویسی شود

    X\cdot a=a\cdot X+\delta (a).

    این رابطه ممکن است برای تعریف ضرب اریب بین دو چند جمله‌ای در X با ضرایبی در R بسط داده شود ، که آنها را به حلقه‌ای غیرقابل تعویض تبدیل می‌کند.

    مثال استاندارد که جبر ویل نامیده می شود ، R را یک حلقه چند جمله ای (معمول) k [ Y ] و δ را مشتق چند جمله ای استاندارد می داند.{\tfrac {\partial }{\partial Y}}. با توجه = Y در رابطه فوق، یکی می شود رابطه جابجایی متعارف ، X ⋅ Y - Y ⋅ X = 1. گسترش این رابطه توسط شرکت پذیری و توزیع پذیری اجازه می دهد تا به صراحت ساخت جبر ویل ( لام 2001 ، §1، ex1.9 ).

    حلقه چوله-چند جمله ای به طور مشابه برای یک حلقه تعریف R و یک حلقه از روپوست F از R ، با گسترش ضرب از رابطه X ⋅ R = F ( R ) ⋅ X برای تولید یک ضرب دارای خاصیت انجمنی که توزیع بیش از علاوه بر استاندارد. به طور کلی، همریخت داده F از مونوئید N از اعداد صحیح مثبت را به حلقه روپوست از R ، فرمول N ⋅ R = F ( N ) ( R ) ⋅n امکان ساخت یک حلقه چند جمله‌ای کج را فراهم می‌کند. ( لم 2001 ، §1، ex 1.11) حلقه‌های چندجمله‌ای اریب ارتباط نزدیکی با جبرهای حاصلضرب دارند .

    دکل های چند جمله ای [ ویرایش ]

    همچنین نگاه کنید به: سری توانی § در یک نیم حلقه

    [آیکون]

    این بخش نیاز به گسترش دارد . شما می توانید با اضافه کردن به آن کمک کنید . ( مارس 2020 )

    تعریف حلقه چند جمله‌ای را می‌توان با تسکین این شرط که ساختار جبری R یک میدان یا یک حلقه باشد، به این شرط که R فقط یک نیمه میدان یا دکل باشد تعمیم داد . ساختار چندجمله ای / پسوند R [ X ] یک دکل چند جمله ای است . به عنوان مثال، مجموعه همه چند جمله ای های چند متغیره با ضرایب اعداد طبیعی یک دکل چند جمله ای است.

    همچنین ببینید [ ویرایش ]

    منبع

    https://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial_ring

    ادامه حلقه چند جمله ای 7

     

    ساختار درجه بندی شده [ ویرایش ]

    [آیکون]

    این بخش نیاز به گسترش دارد . شما می توانید با اضافه کردن به آن کمک کنید . ( ژوئن 2020 )

    تک متغیره روی یک حلقه در مقابل چند متغیره [ ویرایش ]

    چند جمله ای در {\displaystyle K[X_{1},\ldots,X_{n}]} را می توان به عنوان یک چند جمله ای تک متغیره در نامتعین در نظر گرفت X_{n} بالای حلقه {\displaystyle K[X_{1},\ldots,X_{n-1}],} با گروه بندی مجدد عباراتی که دارای همان قدرت هستند {\displaystyle X^{n}،} یعنی با استفاده از هویت

    {\displaystyle \sum _{(\alpha _{1},\ldots,\alpha _{n})\in I}c_{\alpha _{1},\ldots,\alpha _{n}}X_{ 1}^{\alpha _{1}}\cdots X_{n}^{\alpha _{n}}=\sum _{i}\left(\sum _{(\alpha _{1},\ldots ,\alpha _{n-1})\mid (\alpha _{1},\ldots ,\alpha _{n-1},i)\in I}c_{\alpha _{1},\ldots , \alpha _{n-1}}X_{1}^{\alpha _{1}}\cdots X_{n-1}^{\alpha _{n-1}}\right)X_{n}^{ من}،}

    که از توزیع و تداعی عملیات حلقه ناشی می شود.

    این به این معنی است که یک هم شکلی جبر دارد

    {\displaystyle K[X_{1},\ldots,X_{n}]\cong (K[X_{1},\ldots,X_{n-1}])[X_{n}]}

    که هر یک نامشخص را برای خود ترسیم می کند. (این ایزومورفیسم اغلب به عنوان یک برابری نوشته می شود، که با این واقعیت توجیه می شود که حلقه های چند جمله ای تا یک هم شکلی منحصر به فرد تعریف می شوند .)

    به عبارت دیگر، یک حلقه چند جمله ای چند متغیره را می توان به عنوان یک چند جمله ای تک متغیره نسبت به یک حلقه چند جمله ای کوچکتر در نظر گرفت. این معمولاً برای اثبات خواص حلقه‌های چند جمله‌ای چند متغیره با القای تعداد نامشخص‌ها استفاده می‌شود.

    این ویژگی های اصلی در زیر ذکر شده است.

    ویژگی هایی که از R به R می رسند [ X ] [ ویرایش ]

    در این بخش، R یک حلقه جابجایی، K یک میدان، X نشان دهنده یک نامتعین منفرد است، و طبق معمول،\mathbb {Z} حلقه اعداد صحیح است. در اینجا لیستی از خصوصیات حلقه اصلی است که هنگام عبور از R به R [ X ] صادق باقی می مانند .

    چندین نام معین در یک فیلد [ ویرایش ]

    حلقه‌های چند جمله‌ای در چندین متغیر در یک میدان، در تئوری ثابت و هندسه جبری اساسی هستند . برخی از خواص آنها، مانند مواردی که در بالا توضیح داده شد را می توان به یک نامتعین کاهش داد، اما همیشه اینطور نیست. به طور خاص، به دلیل کاربردهای هندسی، بسیاری از ویژگی های جالب باید تحت تبدیل های وابسته یا تصویری از نامعین ها ثابت باشند. این اغلب به این معناست که نمی‌توان یکی از نامعین‌ها را برای تکرار روی نامعین‌ها انتخاب کرد.

    قضیه بزو است ، قضیه صفر هیلبرت و حدس ژاکوبین در میان اکثر معروف خواص هستند که خاص به چند جمله ای چند متغیره بیش از یک میدان است.

    قضیه صفر هیلبرت [ ویرایش ]

    مقاله اصلی: قضیه صفر هیلبرت

    قضیه صفر (در آلمانی به معنای "قضیه منبع صفر") یک قضیه است، که برای اولین بار توسط دیوید هیلبرت اثبات شد ، که برخی از جنبه های قضیه اساسی جبر را به حالت چند متغیره گسترش می دهد . برای هندسه جبری اساسی است ، زیرا ارتباط قوی بین ویژگی های جبری ایجاد می کند.{\displaystyle K[X_{1},\ldots,X_{n}]}و خواص هندسی انواع جبری ، که (به طور تقریبی) مجموعه ای از نقاط تعریف شده توسط معادلات چند جمله ای ضمنی هستند .

    قضیه صفر دارای سه نسخه اصلی است که هر کدام نتیجه دیگری است. دو مورد از این نسخه ها در زیر آورده شده است. برای نسخه سوم، خواننده به مقاله اصلی در قضیه صفر ارجاع داده می شود.

    نسخه اول این واقعیت را تعمیم می دهد که یک چند جمله ای تک متغیره غیرصفر دارای یک صفر مختلط است اگر و فقط اگر ثابت نباشد. عبارت این است: مجموعه ای از چند جمله ای های S در{\displaystyle K[X_{1},\ldots,X_{n}]}یک صفر مشترک در یک میدان بسته جبری حاوی K ، اگر و تنها اگر نیست متعلق به ایده آل های تولید شده توسط S ، این است که، اگر است نه ترکیب خطی از عناصر S با ضرایب چند جمله ای .

    نسخه دوم تعمیم این واقعیت است که چندجمله ای غیر قابل تقلیل بیش از اعداد پیچیده هستند کاردانی به یک چند جمله ای از فرم{\displaystyle X-\alpha .}بیانیه این است: اگر K از نظر جبری بسته باشد، پس ایده آل های حداکثری از{\displaystyle K[X_{1},\ldots,X_{n}]} فرم را داشته باشد {\displaystyle \langle X_{1}-\alpha _{1},\ldots ,X_{n}-\alpha _{n}\rangle .}

    قضیه بزو [ ویرایش ]

    نوشتار اصلی: قضیه بزو

    قضیه بزو را می‌توان به‌عنوان تعمیم چندمتغیره‌ای از نسخه قضیه اساسی جبر در نظر گرفت که ادعا می‌کند یک چند جمله‌ای تک متغیره درجه n دارای n ریشه مختلط است، اگر آنها با کثرت‌هایشان شمارش شوند.

    در مورد چند جمله ای دو متغیره ، بیان می کند که دو چند جمله ای از درجه د و ه در دو متغیر، که هیچ عوامل مشترک از درجه مثبت، دقیقا دارند د صفر مشترک در یک میدان بسته جبری شامل ضرایب، اگر صفر با شمارش تعدد آنها و شامل صفرها در بی نهایت است .

    برای بیان حالت کلی و در نظر نگرفتن «صفر در بی‌نهایت» به عنوان صفرهای خاص، کار با چندجمله‌ای همگن راحت است و صفرها را در فضای تصویری در نظر می‌گیریم . در این زمینه، یک صفر تصویری از یک چند جمله ای همگن{\displaystyle P(X_{0},\ldots,X_{n})}است، تا یک مقیاس، a ( n + 1) - تاپل {\displaystyle (x_{0},\ldots,x_{n})} از عناصر K که به شکل های مختلف (0، …، 0) است ، و به گونه ای که{\displaystyle P(x_{0},\ldots,x_{n})=0}. در اینجا "تا یک مقیاس" به این معنی است{\displaystyle (x_{0},\ldots,x_{n})} و {\displaystyle (\lambda x_{0},\ldots ,\lambda x_{n})} برای هر غیر صفر همان صفر در نظر گرفته می شوند {\displaystyle \lambda \در K.}به عبارت دیگر، صفر مجموعه ای از مختصات همگن یک نقطه در فضای تصویری به ابعاد n است .

    سپس، قضیه بزو می گوید: با توجه به n چندجمله ای همگن درجهd_{1}،\ldots،d_{n}در N + 1 نامعین ها، که تنها تعداد متناهی از صفر تصویری مشترک در یک فرمت جبری بسته از K ، پس از آن از مجموع چندگانگی از این صفر کالا استd_{1}\cdots d_{n}.

    حدس ژاکوبین [ ویرایش ]

    نوشتار اصلی: حدس یعقوبی

    [آیکون]

    این بخش نیاز به گسترش دارد . شما می توانید با اضافه کردن به آن کمک کنید . ( ژوئن 2020 )

    کلیات [ ویرایش ]

    حلقههای چندجملهای می توان در یک راه های بسیاری، از جمله حلقه چند جملهای با شارحان تعمیم، حلقه سری قدرت، کلی حلقه چند جملهای غیر مبادلهای ، حلقه چند جملهای چوله ، و چند جمله ای چندمنظوره .

    بی نهایت متغیر [ ویرایش ]

    [آیکون]

    این بخش نیاز به گسترش دارد . شما می توانید با اضافه کردن به آن کمک کنید . ( ژوئیه 2017 )

    یک تعمیم جزئی از حلقه‌های چند جمله‌ای این است که تعداد نامشخص‌های بی‌نهایتی را در نظر بگیریم. هر تک جمله ای هنوز فقط شامل تعداد متناهی از نامتعین ها است (به طوری که درجه آن محدود می ماند)، و هر چند جمله ای یک ترکیب خطی (متناهی) ثابت از تک جمله ها است. بنابراین، هر چند جمله‌ای منفرد فقط شامل تعداد متناهی از نامعین‌ها می‌شود، و هر محاسبات متناهی که شامل چندجمله‌ای باشد، در داخل زیرشاخه‌ای از چندجمله‌ای‌ها در نامشخص‌های بسیار زیاد باقی می‌ماند. این تعمیم دارای همان خاصیت حلقه های چند جمله ای معمولی است، یعنی جبر جابجایی آزاد ، تنها تفاوت آن در این است که یک شی آزاد در یک مجموعه نامتناهی است.

    همچنین می‌توان با تعریف به‌عنوان چندجمله‌ای تعمیم‌یافته، یک مجموع صوری نامتناهی (یا متناهی) از تک‌جملات با درجه‌ای محدود، حلقه‌ای کاملاً بزرگ‌تر را در نظر گرفت. این حلقه بزرگتر از حلقه چند جمله ای معمولی است، زیرا شامل مجموع بی نهایت متغیر است. با این حال، از حلقه های سری قدرت در متغیرهای بی نهایت کوچکتر است . از چنین حلقه ای برای ساخت حلقه توابع متقارن بر روی یک مجموعه بی نهایت استفاده می شود.

    توان های تعمیم یافته [ ویرایش ]

    نوشتار اصلی: حلقه مونوئید

    یک تعمیم ساده فقط مجموعه ای را که توان های متغیر از آن ترسیم می شوند تغییر می دهد. فرمول های جمع و ضرب تا زمانی معنا دارند که بتوان نماها را اضافه کرد: i ⋅ j = i + j . مجموعه ای که جمع برای آن معنا دارد (بسته و تداعی کننده است) یکنوید نامیده می شود . مجموعه ای از توابع از یک مونوئید N به یک حلقه R که غیر صفر در تنها متناهی بسیاری از مکان ها می توان با توجه به ساختار یک حلقه شناخته شده به عنوان R [ N ] از حلقه مونوئید از N با ضرایب در R. جمع به صورت مؤلفه تعریف می شود، به طوری که اگر c = a + b , آنگاه n = n + n برای هر n در N . ضرب به صورت حاصلضرب کوشی تعریف می شود، به طوری که اگر c = a ⋅ b ، آنگاه برای هر n در N ، n مجموع همه i b j است که در آن i ، j بر روی همه جفت عناصر N که مجموع آنها است بهN .

    وقتی N جابجایی است، به راحتی می توان تابع a را در R [ N ] به عنوان مجموع رسمی نشان داد:

    \sum _{n\در N}a_{n}X^{n}

    و سپس فرمول های جمع و ضرب آشنا هستند:

    {\displaystyle \left(\sum _{n\in N}a_{n}X^{n}\right)+\left(\sum _{n\in N}b_{n}X^{n}\ راست)=\جمع _{n\در N}\چپ(a_{n}+b_{n}\راست)X^{n}}

    و

    {\displaystyle \left(\sum _{n\in N}a_{n}X^{n}\right)\cdot \left(\sum _{n\in N}b_{n}X^{n} \right)=\sum _{n\in N}\left(\sum _{i+j=n}a_{i}b_{j}\right)X^{n}}

    که در آن مجموع دوم بر تمام i ، j در N که مجموع به n است گرفته می شود .

    برخی از نویسندگان مانند ( Lang 2002 , II,§3) تا آنجا پیش می‌روند که این تعریف مونوئیدی را نقطه شروع می‌دانند، و چندجمله‌ای‌های منفرد متغیر منتظم مورد خاصی هستند که N مونوئید اعداد صحیح غیر منفی است. چند جمله ای در چندین متغیر به سادگی N را حاصلضرب مستقیم چند کپی از مونوئید اعداد صحیح غیر منفی می دانند.

    چندین مثال جالب از حلقه ها و گروه ها با در نظر گرفتن N به عنوان مونوئید افزایشی اعداد گویا غیرمنفی شکل می گیرند ( آزبورن 2000 ، §4.4) . سری Puiseux را نیز ببینید .

    سری قدرت [ ویرایش ]

    مقاله اصلی: سری رسمی قدرت

    سری‌های توانی با اجازه دادن بی‌نهایت عبارات غیرصفر، انتخاب توان را در جهتی متفاوت تعمیم می‌دهند. این امر مستلزم فرضیه‌های مختلفی در مورد N مونوئیدی است که برای توان‌ها استفاده می‌شود، تا اطمینان حاصل شود که مجموع حاصل از کوشی مجموع متناهی هستند. روش دیگر، یک توپولوژی را می توان بر روی حلقه قرار داد، و سپس به مجموع بی نهایت همگرا محدود می شود. برای انتخاب استاندارد N ، اعداد صحیح غیر منفی، مشکلی وجود ندارد، و حلقه سری توان رسمی به عنوان مجموعه ای از توابع از N به یک حلقه R با مولفه جمع و ضرب توسط کوشی تعریف می شود. تولید - محصول. حلقه سری قدرت نیز به عنوان تکمیل حلقه دیده می شودحلقه چند جمله ای با توجه به ایده آل ایجاد شده توسط x .

    منبع

    https://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial_ring

    ادامه حلقه چند جمله ای 6

     

    مدول ها 

    عملیات در K [ 1 ، ...، n ] [ ویرایش ]

    جمع و ضرب اسکالر چندجمله ای ها، مواردی هستند که از یک فضای برداری یا مدول آزاد مجهز به یک مبنای خاص (در اینجا اساس تک جمله ها) هستند. به صراحت، اجازه دهید {\displaystyle p=\sum _{\alpha \in I}p_{\alpha }X^{\alpha },\quad q=\sum _{\beta \in J}q_{\beta }X^{\ بتا}،} که در آن I و J مجموعه های متناهی از بردارهای توان هستند.

    ضرب اسکالر p و یک اسکالر{\displaystyle c\in K} است

    {\displaystyle cp=\sum _{\alpha \in I}cp_{\alpha }X^{\alpha }.}

    جمع p و q است

    {\displaystyle p+q=\sum _{\alpha \in I\cup J}(p_{\alpha }+q_{\alpha })X^{\alpha },}

    جایی که {\displaystyle p_{\alpha }=0} اگر {\displaystyle \alpha \not \in I,} و {\displaystyle q_{\beta }=0} اگر {\displaystyle \beta \not \in J.} علاوه بر این، اگر کسی داشته باشد {\displaystyle p_{\alpha }+q_{\alpha }=0} برای برخی {\displaystyle \alpha \in I\cap J،} جمله صفر مربوطه از نتیجه حذف می شود.

    ضرب است

    {\displaystyle pq=\sum _{\gamma \in I+J}\left(\sum _{\alpha ,\beta \mid \alpha +\beta =\gamma }p_{\alpha }q_{\beta } \راست)X^{\گاما }،}

    جایی که {\displaystyle I+J}مجموعه ای از مجموع یک بردار توان در I و دیگری در J (مجموع معمول بردارها) است. به طور خاص، حاصل ضرب دو تک جمله ای تک جمله ای است که بردار توان آن مجموع بردارهای توانی عوامل است.

    تأیید بدیهیات یک جبر انجمنی ساده است.

    عبارت چند جمله ای [ ویرایش ]

    این بخش نمی استناد هر منابع . لطفاً با افزودن نقل قول به منابع معتبر به بهبود این بخش کمک کنید . مطالب بدون منبع ممکن است به چالش کشیده و حذف شوند . ( ژانویه 2021 ) نحوه و زمان حذف این پیام الگو را بیاموزید )

    بیان چند جمله ای یک IS بیان ساخته شده با بندی (عناصر K )، نامعین ها و اپراتورها از جمع، ضرب، و به توان رساندن به قدرت عدد صحیح نامنفی.

    همانطور که تمام این عملیات در تعریف شده است {\displaystyle K[X_{1}،\dots،X_{n}} یک عبارت چند جمله ای نشان دهنده یک چند جمله ای است که عنصری از {\displaystyle K[X_{1}،\dots،X_{n}].}تعریف چند جمله ای به عنوان ترکیب خطی تک جمله ای ها یک عبارت چندجمله ای خاص است که اغلب به آن شکل متعارف ، شکل عادی یا شکل منبسط شده چند جمله ای می گویند. با توجه به بیان چند جمله ای، می توان محاسبه گسترش شکل چند جمله ای ارائه شده توسط گسترش با قانون توزیع تمام محصولات که یک جمع میان عوامل خود، و سپس با استفاده از خاصیت جابجایی (به جز برای محصول از دو اسکالرهای) و شرکت پذیری برای تبدیل شرایط حاصل از مجموع به حاصل از یک عددی و یک تک اسمی. سپس با گروه بندی مجدد فرم متعارف به دست می آیدمانند اصطلاحات .

    تمایز بین یک عبارت چند جمله‌ای و چند جمله‌ای که نشان‌دهنده آن است، نسبتاً جدید است، و عمدتاً به دلیل ظهور جبر رایانه‌ای است ، جایی که، برای مثال، آزمایش اینکه آیا دو عبارت چند جمله‌ای چند جمله‌ای یکسان را نشان می‌دهند، ممکن است یک محاسبات غیر ضروری باشد.

    شخصیت پردازی طبقه بندی شده [ ویرایش ]

    اگر K یک حلقه جابجایی، حلقه چند جمله ای است K [ 1 ، ...، N ] زیر را دارد اموال جهانی : برای هر مبادلهای K جبر ، و هر نفر - تاپل 1 ، ...، N ) از عناصر از A ، یک هم شکلی جبری منحصر به فرد از K [ 1 , …, n ] تا A وجود دارد که هر یک را نگاشت می کند. X_{i} به مربوطه x_{i}.این هممورفیسم همان هم شکلی ارزیابی است که شامل جایگزینی می شودX_{i} برای x_{i} در هر چند جمله ای

    همانطور که در مورد هر ویژگی جهانی وجود دارد، این جفت را مشخص می کند {\displaystyle (K[X_{1}،\dots،X_{n}]،(X_{1}،\dots،X_{n}))}تا یک ایزومورفیسم منحصر به فرد .

    این ممکن است بر حسب تابع های الحاقی نیز تفسیر شود . به‌طور دقیق‌تر، اجازه دهید SET و ALG به ترتیب دسته‌های مجموعه‌ها و جبرهای K جابجایی باشند (در اینجا و در ادامه، مورفیسم‌ها به طور پیش پاافتاده تعریف شده‌اند). یک عامل فراموشکار وجود دارد {\displaystyle \mathrm {F} :\mathrm {ALG} \to \mathrm {SET} }که جبرها را به مجموعه های زیرین آنها نگاشت می کند. از سوی دیگر، نقشه{\displaystyle X\mapsto K[X]} یک تابع را تعریف می کند {\displaystyle \mathrm {SET} \to \mathrm {ALG} }در جهت دیگر (اگر X نامتناهی باشد، K [ X ] مجموعه ای از همه چند جمله ای ها در تعداد متناهی از عناصر X است .)

    خاصیت جهانی حلقه چند جمله ای به این معنی است که F و POL تابع های الحاقی هستند . یعنی انحراف وجود دارد

    {\displaystyle \operatorname {Hom} _{\mathrm {SET} }(X,\operatorname {F} (A))\cong \operatorname {Hom} _{\mathrm {ALG} }(K[X],A )

    این را می‌توان با گفتن اینکه حلقه‌های چند جمله‌ای جبرهای جابجایی آزاد هستند ، بیان کرد، زیرا آنها اشیاء آزاد در دسته جبرهای جابجایی هستند. به طور مشابه، یک حلقه چند جمله ای با ضرایب صحیح، حلقه جابجایی آزاد بر روی مجموعه متغیرهای آن است، زیرا حلقه های جابجایی و جبرهای جابجایی روی اعداد صحیح یکسان هستند.

    منبع

    https://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial_ring