بقای صفتِ بخشپذیری در گروههای خارجقسمتی، حاصلضربها و مجموعهای مستقیم
در پیوند با مبحث گروههای بخشپذیر (Divisible Groups)، اینک میبینیم که این خصلتِ جوشان چگونه در عملهای بنیادینِ جبری استوار میماند و در انتقال به ساختارهای همجوار، کمالِ خویش را پاس میدارد.
قضیهٔ نخست (بخشپذیری گروه خارجقسمتی):
اگر A یک گروهِ بخشپذیر باشد و C زیرگروهی دلخواه از آن (C ≤ A)، آنگاه گروه خارجقسمتی A/C نیز همواره بخشپذیر است:
(A / C) · z = A / C (∀ z ∈ ℤ , z ≠ 0)
برهان با دو رویکردِ تحلیلی و مجرد:
روش اول (تحلیل بر پایهی عناصر و همدستهها):
میدانیم عناصرِ گروه خارجقسمتی، همدستههایی به صورت A/C = { a + C | a ∈ A } هستند. برای هر عدد صحیح ناصفر z و هر عنصر دلخواه x ∈ A/C با فرض x = a + C داریم:
x = (a + C)z = az + Cz = az + C
از آنجا که A بخشپذیر است، به ازای هر a ∈ A و هر z ≠ 0، عنصری چون a′ ∈ A یافت میشود که a = a′z. پس:
a + C = a′z + C = (a′ + C)z ∈ (A/C)z
و این یعنی (A/C)z = A/C؛ پس خارجقسمت بخشپذیر است.
روش دوم (استفادهٔ مستقیم از لمِ پیشین - بروریختی کانونیکال):
نگاشتِ طبیعیِ خارجقسمتی (تصویر متعارف):
π : A → A / C (نگاشتِ بروریخت / پوشا)
یک بروریختیِ کامل است. از آنجا که در لمِ پیشین اثبات شد که «تصویرِ بروریختی از هر گروه بخشپذیر، باز هم بخشپذیر است»، بلافاصله نتیجه میشود که A/C به ضرورت بخشپذیر خواهد بود.
قضیهٔ دوم (حاصلضرب و مجموع مستقیمِ گروههای بخشپذیر):
حاصلضرب مستقیم و مجموع مستقیم از هر خانواده از گروههای بخشپذیر، خود گروهی بخشپذیر است.
اگر { Ai }i ∈ I خانوادهای از گروههای بخشپذیر باشد، به ازای هر عدد صحیح ناصفر 0 ≠ z ∈ ℤ داریم:
(∏i ∈ I Ai) · z = ∏i ∈ I (Ai · z) = ∏i ∈ I Ai
چرا که به ازای هر اندیس i ∈ I، چون Ai بخشپذیر است، تساوی Aiz = Ai برقرار است؛ و این قاعده عیناً در مجموعِ مستقیم (⊕i ∈ I Ai) نیز جاری است، زیرا ضرب در عدد صحیح بهصورت مؤلفهبهمؤلفه اِعمال میشود و تکیهگاههای متناهی را دگرگون نمیسازد.
حکمتِ بخشندگی در آینهی ریاضیات:
حقیقتِ بخشپذیری همانند چشمهای است که هرچه ظرفهای پیمانه (همدستههای C) از آن برگیرند، گوارایی و جوششِ خود را وا نمیگذارد (A/C بخشپذیر است)؛ و چون شاخسارهای گوناگونِ این چشمهها را در کنار هم نشانیم (∏ یا ⊕)، نه تنها زوال نمیپذیرد، بلکه پهنهای فراگیر از فیض را میگسترد. هر مؤلفه حقیقتِ کل را در خود دارد و کل، در پرتوِ کمالِ اجزا، دستنخورده و بینقصان باقی میماند.
در این وبلاگ به ریاضیات و کاربردهای آن و تحقیقات در آنها پرداخته می شود. مطالب در این وبلاگ ترجمه سطحی و اولیه است و کامل نیست.در صورتی سوال یا نظری در زمینه ریاضیات دارید مطرح نمایید .در صورت امکان به آن می پردازم. من دوست دارم برای یافتن پاسخ به سوالات و حل پروژه های علمی با دیگران همکاری نمایم.در صورتی که شما هم بامن هم عقیده هستید با من تماس بگیرید.