به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
سایت پرسش و پاسخ ریاضی
Visanil
+3 امتیاز
383 بازدید
در دانشگاه توسط af (148 امتیاز)
برچسب گذاری دوباره توسط AmirHosein

فرض کنید A یک حلقهٔ جابجایی و یک‌دار باشد و حلقهٔ چندجمله‌ای‌های R=A[x_1,\cdots,x_n] را در نظر بگیرید. قرار دهید a=(x_1,\cdots,x_n)R. بفرض J یک ایده‌آل تک‌جمله‌ای از R باشد که J \subseteq a. فرض کنید فرض کنید z_1,\cdots,z_m گوشه‌های J باشند. ثابت کنید؛
J:a=(z_1,\cdots,z_m)R+ J

مرجع: کتاب Monomial Ideals and their decompositions نوشتهٔ Frank Moore و دیگران
توسط af (148 امتیاز)
سلام بله حق باشماست . a اینجا یک ایده ال مونومیال میباشد.
توسط af (148 امتیاز)
الان دیگه ویرایشش کردم
توسط af (148 امتیاز)
بله الان متوجه شدم ببخشید چون من در تایپش هم مشکل داشتم. ممنون برای پاسخ تون.

1 پاسخ

+3 امتیاز
توسط AmirHosein (19,677 امتیاز)
انتخاب شده توسط af
 
بهترین پاسخ

پیش از شروع به دادن پاسخ، برای روشن شدن محیط و ماهیت پرسش کمی توضیحات مقدماتی پیرامون نمادها می‌دهم که بهتر با پاسخ زیر ارتباط برقرار کنید.

A را یک حلقهٔ جابجایی یک‌دار در نظر بگیرید و x_1,\cdots,x_n را یک سری متغیر بردارید. حلقهٔ چندجمله‌ای‌های n-متغیره با ضرایب از حلقهٔ A را بسازید. این حلقه نیز یک حلقهٔ جابجایی و یک‌دار می‌شود.

برخی ایده‌آل تولیدشده بوسیلهٔ یک زیرمجموعهٔ B\subseteq R را یا (B)R نمایش می‌دهند ولی بیشتر ریاضی‌دانان به ویژه جبرکاران از نماد \langle B\rangle استفاده می‌کنند. ما نیز در اینجا از این نماد رایج‌تر استفاده خواهیم کرد.

برای دو ایده‌آل دلخواه از این حلقه مانند I و J، خارج قسمت I:_RJ را مجموعهٔ تمامی عنصرهایی از حلقهٔ R که حاصلضربشان در تمام عناصر J درون I قرار بگیرد تعریف می‌کنیم، بوسیلهٔ نمادها به شکل زیر نوشته می‌شود؛ \begin{array}{lll}I:_RJ & = & \{r\in R\,|\,rJ\subseteq I\}\\ & = & \{r\in R\,|\,\forall j\in J\,:\,rj\in I\}\end{array} به سادگی می‌توانید ببینید که این مجموعه یک ایده‌آل از R می‌شود.

یک چندجمله‌ای از R را تک‌جمله‌ای گوئیم هر گاه تنها دارای یک جمله باشد مانند x_3 یا x_1x_3 ولی x_1^2+x_2x_3 دو جمله دارد پس یک تک‌جمله‌ای نیست. یک ایده‌آل از R را یک ایده‌آل تک‌جمله‌ای می‌نامیم هرگاه دارای یک مولد متشکل از تنها تک‌جمله‌ای‌ها باشد. مانند ایده‌آل زیر؛ \langle x_1,\cdots,x_n\rangle ایده‌آل بالا شامل تمام چندجمله‌ای‌هایی که جملهٔ ثابتشان صفر است می‌شود، پس x_1x_2-3x_2^2 عضو آن است درحالیکه 2x_1+3 عضو آن نیست.

نمونهٔ دیگر \langle x_1^3,x_1x_2^2,x_2^3\rangle\subseteq A[x_1,x_2]. خوبی و مهمترین ویژگی ایده‌آل‌های تک‌جمله‌ای که آنها را نامی کرده‌است و ریاضی‌دان‌های بسیاری را جذب خویش کرده است و در موردهای زیادی کاربرد یافته است این است که تشخیص اینکه اعضای آن به چه شکلی هستند و اینکه یک چندجمله‌ای چه زمانی عضو آنها می‌افتد به آسانی نوشیدن آب است و در واقع یکی از گام‌های پیش از رسیدن به ابزار نیرومند پایهٔ گروبنر می‌باشد.

اما این کار به چه صورت انجام می‌گیرد؟ کافیست یک نمودار رسم کنید و توان‌های این تک‌جمله‌ای‌های ظاهر شده در مولد را به شکل نقاطی مختصاتی در این نمودار رسم کنید. سپس تمام نقاط با مختصات صحیح در سمت راست و بالای این نقاط را در نظر بگیرید. یک چندجمله‌ای عضو این ایده‌آل است اگر و تنها اگر توان تمام جملاتش در این ناحیه قرار بگیرند. نمودار ایده‌آل نمونهٔ پایانی‌مان در شکل زیر آمده‌است. یک سری تک‌جمله‌ای‌ها مکان نسبتاً تأسف‌آوری دارند، آنها اگر یک گام بالاتر و یا یک گام راست‌تر بودند عضو این ناحیه می‌شدند و برخی شرایطشان نیز نزدیک‌تر است یعنی از هر دو جهت یک گام بدشانسی آورده‌اند (در شکل زیر آنها را با نقاط سبزرنگ نمایش داده‌ایم) آنها را نقاط گوشه نسبت به ایده‌آل تک‌جمله‌ای‌مان می‌نامیم.

enter image description here

تعریف: یک تک جمله‌ای را نسبت به یک ایده‌آل تک‌جمله‌ای گوشه می‌نامیم هر گاه عضوی از آن ایده‌آل نباشد و ضربش در هر یک از متغیرها درون آن ایده‌آل قرار بگیرد.

نکتهٔ یکم: فرض کنید I و J دو ایده‌آل از حلقهٔ R و r عضوی از R باشد آنگاه اگر قرار باشد rJ\subseteq I شود و J بوسیلهٔ یک مجموعه تولید شود تنها کافیست بدانیم که حاصلضرب r در اعضای آن مجموعه داخل I قرار می‌گیرد.

پس از این نکته نتیجه می‌شود که یک تک‌جمله‌ای گوشه برای یک ایده‌آل تک‌جمله‌ای I است هر گاه عضو I:_R\langle x_1,\cdots,x_n\rangle-I باشد.

نکتهٔ دوم: همواره داریم I:_RJ\supseteq I.

در نتیجه ثابت کرده‌ایم که در حالتیکه I ایده‌آل تک‌جمله‌ای است، I:_R\langle x_1,\cdots,x_n\rangle هم I را دارد و هم گوشه‌هایش را.

نکتهٔ سوم: اگر ایده‌آلی یک مجموعه را شامل شود، ایده‌آل تولیدشده بوسیلهٔ آنها را نیز دربرمی‌گیرد.

پس تا اینجا نشان داده‌ایم که اگر گوشه‌های ایده‌آل تک‌جمله‌ای I را با z_1,\cdots,z_m نمایش داده باشیم، داریم؛ I:_R\langle x_1,\cdots,x_n\rangle\supseteq\langle z_1,\cdots,z_m\rangle+I (توجه داشته باشید که از قضیهٔ پایه‌های هیلبرت برای حلقه‌های چندجمله‌ای که ایده‌آل‌‌های این حلقه‌ها متناهی مولد هستند در حال استفاده هستیم که تعداد مولدها و گوشه‌ها را متناهی می‌گیریم و روی اینکه آیا این حق را داریم یا نه مانور نمی‌دهیم، بعلاوه تعداد گوشه‌ها را با m نشان داده‌ایم زیرا الزامی ندارد با تعداد متغیرها برابر باشد).

تنها مانده است که سمت مخالف را ثابت کنیم. یک عضو داخل این خارج قسمت بردارید. این عضو جمع یک سری جمله است. این جمله‌ها را تک تک در نظر می‌گیریم. یکی از این جمله‌ها را بردارید. اگر این جمله داخل I باشد که چیزی برای اثبات نمی‌ماند چون I\subseteq\langle z_1,\cdots,z_m\rangle+I. پس بیاییم فرض کنیم در I نباشد پس یک شرط گوشه بودن فراهم است. از طرف دیگر بنا به تعریق خارج قسمت و نکتهٔ یکم، عضو این خارج قسمت بودن هم‌ارز با این است که ضربش در تمامی عناصر مولد ایده‌آل تولید شده بوسیلهٔ متغیرها در I بیافتد اما یک مولد برای ایده‌آل تولید شده بوسیلهٔ متغیرها خود مجموعهٔ متغیرها است پس یعنی حاصلضرب این جمله در تمامی متغیرها درون I می‌افتد و این شرط دوم گوشه بودن را می‌دهد، در نتیجه این جمله یکی از z_iها است پس عضو ایده‌آل تولید شده بوسیلهٔ آنها و در نتیجه عضو \langle z_1,\cdots,z_m\rangle+I می‌افتد. اما می‌دانیم که ایده‌آل نسبت به جمع بسته است. چون تمامی جملات آن چندجمله‌ای در ایده‌آل \langle z_1,\cdots,z_m\rangle+I افتاد پس جمع آنها و در نتیجه یعنی خود آن چندجمله‌ای در این ایده‌آل است. پس سمت دیگر زیرمجموعه‌بودن نیز ثابت شد.


نذکر: فردی که این قضیه را بیان کرده هدفش تنها بررسی نقاط بدشانس نمودار نبوده‌است بلکه همانگونه که می‌بینید، گوشه‌ها متناظر به نقاطی هستند که عضو خارج قسمت خاصی بودن نیاز به افزودن آنها داشته است.

...