TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀ TĨNH
KHOA SƯ PHẠM TỰ NHIÊN ĐỀ TÀI CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM
VỀ MỘT SỐ LỚP VÀNH VÀ MÔĐUN
VÀ ỨNG DỤNG VÀO ĐÀO TẠO NGÀNH SƯ PHẠM TOÁN
TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀ TĨNH
Chủ nhiệm đề tài:
TS. LÊ VĂN AN
Khoa Sư phạm tự nhiên HÀ TĨNH - 2014
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀ TĨNH
KHOA SƯ PHẠM TỰ NHIÊN
2. Tình hình nghiên cứu 1
3. Mục đích nghiên cứu 2
4. Phương pháp nghiên cứu 2
5. Phạm vi nghiên cứu 2
6. Kết cấu đề tài 2
PHẦN A. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐẠI SỐ KẾT HỢP 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC CẤU TRÚC ĐẠI SỐ 4
1.1. Cấu trúc nửa nhóm và nhóm 4
1.2. Cấu trúc vành và trường 4
1.3. Môđun và đại số
6
CHƯƠNG 2. MÔ ĐUN (1 - C
2
) VÀ ỨNG DỤNG VÀO ĐẶC TRƯNG VÀNH 9
§1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ SỞ 9
I. Môđun cốt yếu - Môđun đều - Chiều đều của môđun. 9
1.1. Định nghĩa. 9
1.2. Ví dụ. 9
II. Môđun nội xạ - Môđun tựa nội xạ. 10
1.4. Tính chất. 10
III. Các điều kiện (C
i
). 10
1.5. Định nghĩa. 10
IV. Đế của môđun - Độ dài của môđun - Vành các tự đồng cấu của môđun. 11
V. Vành nửa Artin và V - vành. 11
§2. MÔĐUN (1 - C
2
) VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ ĐẶC TRƯNG MỘT SỐ LỚP VÀNH 12
I. MÔĐUN (1 - C
1
TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đây là một đề tài về khoa học cơ bản nhằm góp phần phát triển những tri thức và hiểu
biết về Đại số kết hợp; cụ thể là các lớp môđun (môđun Baer, môđun Baer đối ngẫu, môđun
morphic, ), các lớp vành (vành Noether, vành Artin, vành QF ) và các lớp đại số (đại số
Leavitt). Đề tài cũng góp phần ứng dụng vào thự
c tiễn giảng dạy của ngành Toán khoa SPTN
theo hướng hình thành các seminar khoa học dành cho giảng viên và sinh viên ngành SP
Toán. Qua đó nâng cao năng lực NCKH của đội ngũ giảng viên và năng lực tự học của SV.
Đề tài góp phần hình thành những hướng nghiên cứu để đội ngũ giảng viên bộ môn Toán định
hướng trong quá trình học tập nâng cao trình độ. Đề tài cũng hình thành những vấn đề khoa
học giúp SV các hướng làm khóa luận tốt nghiệp và các đề tài Sinh viên NCKH cấp Bộ.
2. Tình hình nghiên c
ứu
Các tác giả đã nghiên cứu tính chất của các lớp môđun nội xạ suy rộng như các lớp
môđun CS, liên tục, tựa liên tục. Sử dụng các lớp môđun này để đặc trưng các lớp vành
Noether, Artin, QF, Các tác giả đã đạt được nhiều kết quả sâu sắc trên lĩnh vực này nhưng
vẫn còn nhiều hướng mở rộng của lớp môđun nội xạ và ứng dụng củ
a chúng trong bài toán
đặc trưng vành chưa được nghiên cứu và hoàn thiện. Các chuyên gia trong lĩnh vực này là
Đinh Văn Huỳnh, S. K. Jain, S. T. Rizvi,
Các tác giả đã đưa ra các lớp vành cấu xạ, tựa cấu xạ, môđun cấu xạ Nghiên cứu tính
chất của các lớp vành và các lớp môđun này. Sử dụng các lớp vành và môđun để nghiên cứu
các lớp vành chính quy, vành nhóm Tuy nhiên lớp môđun tựa cấu xạ và sử dụng điều kiện
cấu xạ nghiên c
ứu lớp vành QF chưa được quan tâm nghiên cứu. Các chuyên gia trong lĩnh
vực này là W. K. Nicholson, V. Camillo,
Các tác giả đã phát triển các lớp vành Baer, vành tựa Baer để đưa ra định nghĩa các lớp
môđun Baer, môđun tựa Baer, môđun Baer đối ngẫu, môđun tựa Baer đối ngẫu. Sử dụng các
4. Phương pháp nghiên cứu
Đây là một đề tài thuộc lĩnh vực nghiên cứu khoa học cơ bản chuyên ngành Toán học.
Phương pháp nghiên cứu đặc thù là suy luận logic thông qua tính đúng đắn của các lập luận
và chứng minh.
5. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ nghiên cứu các tính chất của lớp môđun liên tục suy rộng (môđun (1 - C
2
),
môđun 1 - liên tục) và ứng dụng chúng để đặc trưng các lớp vành Noether, vành Artin, vành
QF, vành nửa đơn Artin, Đề tài chỉ quan tâm các tính chất của lớp môđun tựa cấu xạ và ứng
dụng lớp môđun này để đặc trưng vành. Đề tài quan tâm các lớp vành Baer và các suy rộng,
các lớp môđun Baer và suy rộng. Mối liên quan giữa các lớp vành và môđun Baer và cấu xạ.
Đề tài chỉ quan tâm đến vành ma trận và vành đa thức trên đại số Leavitt
6. Kết cấ
u đề tài
Ngoài phần tổng quan, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, nội dung của đề tài
được chia làm 3 chương như sau:
Chương 1. Tổng quan về các cấu trúc đại số.
Trong chương này chúng tôi giới thiệu ngắn gọn về các cấu trúc đại số là những đối
tượng mà đề tài quan tâm nghiên cứu.
3
Chương 2. Môđun (1 - C
2
) và ứng dụng vào đặc trưng vành.
Trong chương này chúng tôi nghiên cứu tính chất của các lớp môđun mở rộng của
môđun nội xạ như các lớp môđun (1 – C
2
), CS, liên tục, tựa liên tục, 1- liên tục và ứng dụng
vào đặc trưng các lớp vành Artin, vành Noether, vành QF. Chương này thuộc chuyên đề I và
Đề tài còn có phần trình bày về một số ứng dụng vào thực tiễn giảng dạy ngành SP Toán
tại trường ĐH Hà Tĩnh trên hai nội dung NCKH và nâng cao chất lượng đội ngũ giảng viên và
công tác giảng dạy ngành SP Toán.
Các nội dung của đề tài được công bố trong 03 bài báo đăng ở tạp chí KH Đại học Hà
Tĩnh, 01 bài đă
ng ở Tạp chí khoa học Đại học Vinh và 01 bài nhận đăng trong tạp chí quốc tế.
Các kết quả đề tài đã được báo cáo tại Đại hội Toán học toàn quốc tại Nha Trang
(2013), tại seminar ở Đại học Vinh và Đại học Hà Tĩnh.
4
PHẦN A. MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐẠI SỐ KẾT HỢP
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC CẤU TRÚC ĐẠI SỐ
Trong chương này chúng tôi giới thiệu ngắn gọn về các cấu trúc đại số. Các định nghĩa
và tính chất của chương này chúng tôi chủ yếu dựa vào quyển sách Đại số Đại cương của
Nguyễn Hữu Việt Hưng.
1.1. Cấu trúc nửa nhóm và nhóm
1.1.1. Nửa nhóm
1. Tập hợp khác rỗng
G cùng với phép toán hai ngôi ”+” được gọi là một nửa nhóm nếu
() (),,ab c a bc abcG++=++∀ ∈.
2. Nếu nửa nhóm
G
thỏa mãn điều kiện ,abba abG
+
=+∀ ∈ thì ta nói
G
là nửa
nhóm giao hoán.
aG
−
∈
sao cho
11
aa a a
θ
−−
=
= .
2. Nếu nhóm G thỏa mãn điều kiện . . , ,
=
∀∈ab ba a b G thì ta nói G là nhóm Abel.
3. Cho nhóm
G và S là một tập con khác rỗng của G . Nếu S cùng nhóm với phép
toán hai ngôi trong tập
G lập thành một nhóm thì S được gọi là một nhóm con của G .
1.2. Cấu trúc vành và trường
1.2.1. Vành
1. Cho tập hợp khác rỗng
R
cùng với hai phép toán hai ngôi “+” và “.” được gọi là
một vành nếu thỏa mãn các điều kiện sau:
(i). ( , )
R + là một nhóm Abel;
(ii). Phép toán . trong
R
có tính chất kết hợp tức là
(.). .(.) ,,ab c a bc a b c R
=
R
x cùng với các
phép toán cộng và nhân các đa thức lập thành một vành và gọi là vành đa thức.
3. Nếu phép toán trong vành
R
giao hoán tức là ,ab ba a b R
=
∀∈ thì ta nói
R
là vành
giao hoán.
4. Nếu trong vành
R tồn tại phần tử 1
R
sao cho .1 1 .
RR
aaaaR
=
=∀∈ thì ta nói R là
vành có đơn vị.
5. Cho
R
và S là hai vành. Ánh xạ :
f
RS→ được gọi là một đồng cấu vành nếu thỏa
mãn các điều kiện sau:
(i). ( ) ( ) ( ) ,
f
ab fa fb abR+= + ∀ ∈;
(ii).
∈
∀∈ ∈ thì
S
được gọi là
iđêan trái của vành R. Định nghĩa tương tự cho khái niệm iđêan phải.
Cho vành R và
S
là iđêan trái và phải của vành R. Khi đó
S
được gọi là iđêan của vành R.
1.2.2. Trường và thể
1. Cho (,,.,0,1)D + là một vành có đơn vị 1 với 0 là đơn vị của nhóm
()
,
+
D
. Nếu
{
}
\0D lập thành một nhóm thì ta nói D là một thể.
2. Nếu ( , ,.,1,0)F + là một thể với phép toán “.” giao hoán thì ta nói F là một trường.
3.
Ví dụ. (i). Gọi H là một không gian vectơ thực 4 chiều với cơ sở 1, , ,ijk. Trang bị
cho H một phép toán “.” xác định bởi các hệ thức sau
222
1,ijk===−
,ij ji k ki ik j=− = =− = và jk kj i
=
−=. Khi đó
(
- môđun trái
nếu thỏa mãn các điều kiện sau:
(i).
(,)M +
là một nhóm Abel;
(ii).
() ,,ax y ax ay a R xy M+=+∀∈ ∈;
(iii). ( ) , ,abx axbx abRxM+=+∀∈ ∈;
(iv). ( ) ( ) , ,ab x a bx a b R x M=∀∈∈;
(v). 1
x
xxM=∀∈ .
Định nghĩa tương tự cho phía phải.
2.
Ví dụ. (i). Mọi nhóm Abel đều là Z - môđun trái và phải.
(ii). Cho
K
là một trường và V là một không gian vectơ trên
K
. Khi đó V là một
K
-
môđun trái và phải.
(iii). Cho
R
là một vành giao hoán. Vành đa thức
[
]
R
x và M
với phép nhân với vô hướng, tức là ,rx N r R x N
∈
∀∈ ∈ .
Giao của một họ bất kỳ các môđun con của một
R
- môđun trái
M
cũng là một môđun
con của
M
. Đặc biệt, nếu
A
là một tập con của
R
- môđun trái
M
, thì giao của tất cả các
môđun con của
M
chứa
A
, là một môđun con của
M
, gọi là môđun con được sinh bởi
A
và
ký hiệu là
S<>. Nếu
A
sinh ra toàn bộ
∈
và hầu hết (trừ một số hữu hạn) hệ số 0
s
a
=
. Một tổng như vậy gọi là có giá hữu hạn.
7
Nhận xét rằng
{
.,0
sS s s s
SasaRa
∈
<>= ∈ =
∑
hầu hết
}
.
Nếu phần tử
x
M∈ có thể viết dưới dạng một tổ hợp tuyến tính của các phần tử của S :
∈
=
∑
s
sS
x
as với a
được độc lập tuyến tính và
M
S=< > .
Môđun
M
được gọi là tự do nếu nó có một cơ sở hoặc nó là môđun 0.
5. Cho
M
và
N
là các
R
- môđun trái trên vành
R
. Khi đó xạ ảnh
:
f
MN→
, được
gọi là
R - đồng cấu (hoặc đồng cấu) nếu
f
bảo toàn phép cộng và phép nhân với vô hướng.
Đồng cấu
f
được gọi là đơn cấu, toàn cấu và đẳng cấu nếu
f
lần lượt là đơn ánh, toàn
ánh và song ánh, một cách tương ứng.
Nếu tồn tại một đẳng cấu giữa các
{
}
i
M
iI
∈
là một họ những R - môđun trái
i
M
. Khi đó
iI i
M
∈
∏
cũng là một
R
- môđun trái với phép cộng và nhân từng thành phần, và được gọi là tích trực
tiếp của các
R
- môđun
i
M
.
Tương tự
{
() 0
iI i i iI i
Mmm
∈∈
x
NyNxyNxyM+++=++∀∈;
8
(ii).
() ,rx N rx N r R x M+=+∀∈ ∈. Khi đó /
M
N là một
R
- môđun và gọi là
môđun thương của môđun
M
theo môđun N.
1.3.2. Đại số
1. Cho trường
K
và
A
là một tập hợp khác rỗng cùng với 3 phép toán, gồm phép cộng
:+×⎯⎯→
A
AA
, phép nhân
.:
×
⎯⎯→
A
AA
và nhân với vô hướng
×⎯⎯→
[
]
K
x
là vành đa thức trên
K
. Khi đó
[]
K
x
là một
K
- đại số.
(iii). Cho
K
là một trường và M
n
(K) là vành các ma trận vuông cấp
n
trên
K
. Khi đó
M
n
(K) là một
K
- đại số.
(iv). Cho
V là một không gian vectơ trên trường
K
j
kkji=− =
. Khi đó
H
là một
- đại số và gọi là đại số qua
quaternion. 9
CHƯƠNG 2. MÔ ĐUN (1 - C
2
) VÀ ỨNG DỤNG VÀO ĐẶC TRƯNG VÀNH
§1. CÁC KHÁI NIỆM CƠ SỞ
Trong suốt đề tài này khái niệm vành được nhắc đến như là vành kết hợp có đơn vị và
các môđun là R - môđun phải unitar nếu không có giải thích gì thêm.
Trong chương này chúng tôi giới thiệu ngắn gọn về các khái niệm cơ bản cần dùng cho
đề tài. Các định nghĩa và tính chất của chương này chúng tôi chủ yếu dựa vào các tài liệu
[14], [22], [25], [31], [32]….
I. Môđun cốt yếu - Môđun đều - Chiều đều của môđun.
1.1. Định nghĩa.
a) Cho môđun M và N là môđun con của nó. Môđun N được gọi là môđun con cốt yếu
(và ký hiệu là
⊂
e
NM
) nếu với mọi môđun con
K
1i
UM.
=
⊕⊂
ne
i
Hơn nữa nếu tồn tại m môđun con
đều
''
1n
U , , U của M sao cho
i
'
1
UM
=
⊕⊂
me
i
thì nm.
=
Khi đó ta nói chiều đều của môđun M
bằng n và ký hiệu u dim( ) n.
−=M
f) Cho vành R, ta nói R có
chiều đều phải (trái) hữu hạn nếu môđun R
R
có chiều đều
hữu hạn (tương ứng môđun
R
bao nội xạ của M và
ký hiệu là
E(M).
1.4. Tính chất.
Bao nội xạ E(M) của môđun M là luôn luôn tồn tại và là mở rộng cốt yếu tối đại của M.
III. Các điều kiện (C
i
).
Đối với môđun M trên vành R, chúng ta xét các điều kiện:
1
()C Mọi môđun con của M thì phải cốt yếu trong một hạng tử trực tiếp nào đó của M.
2
()C
Mọi môđun con đẳng cấu với một hạng tử trực tiếp nào đó của M cũng là hạng tử
trực tiếp.
3
()C Với bất kỳ hai hạng tử trực tiếp nào đó A, B của M sao cho 0∩=AB thì
⊕
A
B
cũng là hạng tử trực tiếp của M.
1
(1 )−C Mọi môđun con đều của M thì phải cốt yếu trong một hạng tử trực tiếp nào đó
của M.
1.5. Định nghĩa.
a) Môđun M được gọi là CS - môđun nếu M thỏa mãn điều kiện
1
().C
b) Môđun M được gọi là
R) là CS - môđun.
b) Vành R được gọi là liên tục phải (trái) nếu R
R
(tương ứng
R
R) là môđun liên tục.
c) Vành R được gọi là tựa liên tục phải (trái) nếu R
R
(tương ứng
R
R) là môđun tựa liên tục.
d) Vành R được gọi là
2
()Cphải (trái) nếu R
R
(tương ứng
R
R) là môđun
2
().C
1.7. Tính chất. Đối với một môđun M phép kéo theo sau đây là đúng:
Nội xạ
⇒ tựa nội xạ ⇒ liên tục ⇒ tựa liên tục ⇒ CS ⇒ (1-C
1
), và (C
2
) ⇒ (C
3
).
1.11. Định nghĩa. Cho môđun M. Tập hợp
End(M)
các tự đồng cấu của M với các phép
toán như sau:
(+).
( )() () () , ( ), ;+ =+∀∈ ∈
f
g x f x gx f g EndM x M
(+).
( ) ( ( )) , ( ), .
=
∀∈ ∈
g
fx gfx gf EndM x M
.
Khi đó
()End M là một vành và được gọi là vành các tự đồng cấu của môđun M.
V. Vành nửa Artin và V - vành.
1.12. Định nghĩa.
Vành R được gọi là vành nửa Artin phải (trái) nếu với mọi R -
môđun phải (tương ứng trái) M thì
(
)
0.
≠
Soc M
1.13. Định nghĩa. Vành R được gọi là V - vành phải (trái) nếu mọi R - môđun phải
(tương ứng trái) đơn là nội xạ.
),
và (C
2
) ⇒ (C
3
).
Hướng nghiên cứu thứ hai là sử dụng các lớp môđun này để nghiên cứu các lớp vành,
đặc biệt là các lớp vành Artin, vành Noether, vành QF và các lớp vành tổng quát của chúng.
Hai quyển sách đề cập rất nhiều về vấn đề này là: “Extending modules” (xem [22]) và
“Continuous and Discrete modules” (xem [37]). Một số bài báo gần đây đề cập đến nội dung
này có thể xem trong [10], [11], [12], [21], [28],…
Trong định nghĩa điều kiện (1 - C
1
) ta nhận thấy thực chất đây là điều kiện (C
1
) nhưng
được thu hẹp khi xét lớp môđun con đều. Chúng tôi đặt ra vấn đề nếu ta xét điều kiện (C
2
)
nhưng chỉ quan tâm lớp môđun con đều, khi đó điều kiện được xét sẽ yếu hơn điều kiện
(C
2
). Trong tiết 1 chúng tôi sẽ đưa ra định nghĩa lớp môđun (1 - C
2
) là lớp môđun mở rộng
của lớp môđun (C
2
). Chúng tôi sẽ sử dụng lớp môđun này để nghiên cứu tính chất của các
lớp môđun đã biết. Sau đó chúng tôi sử dụng các kết quả đã biết về môđun để tìm ra các đặc
trưng mới của lớp V - vành. Kết quả này mở rộng một kết quả của D. Q. Hải và P. F. Smith
d) Vành
R được gọi là 1 - liên tục phải (trái) nếu R
R
(tương ứng
R
R) là 1 - liên tục.
13
Chúng tôi đặt vấn đề khi nào các điều kiện 1 - liên tục, 1 - liên tục mạnh và liên tục là
tương đương. Trong các kết quả chính là Định lý 2.1.5 và Định lý 2.1.6, chúng tôi chỉ quan
tâm đến các môđun U có dạng
1
=
⊕⊕
n
UU U
trong đó
1
,U
2
, ,
n
UU
là các môđun đều.
2.1.2. Nhận xét.
a) Đối với môđun M chúng ta có phép kéo theo sau đây:
liên tục ⇒ 1 - liên tục mạnh ⇒ 1 - liên tục,
và (
C
2
) ta chứng minh N cũng là môđun (1 - C
2
). Thật vậy, xét U là
môđun con đều của N và U đẳng cấu với hạng tử trực tiếp V của N, ta cần chứng minh U
cũng là hạng tử trực tiếp của N. Nhận xét rằng U cũng là môđun con đều của M và V là hạng
tử trực tiếp của M. Từ tính chất của M, suy ra U là hạng tử trực tiếp của M. Đặt
1
.=⊕
M
UU
Theo luật Môđula ta có:
2
=⊕NUU với
21
=
∩UNU. Do đó U là hạng tử trực tiếp của N.
Điều này dẫn đến N là môđun (1 - C
2
).
(ii). Tương tự cho các trường hợp M là môđun 1- liên tục hoặc 1- liên tục mạnh.
2.1.5. Định lý. Nếu
1=
=⊕
n
ii
UU
trong đó U
và Y là hạng tử trực
tiếp của U chúng ta sẽ chứng minh X cũng là hạng tử trực tiếp của U. Chú ý rằng Y là
môđun con đóng của U, do đó tồn tại tập con F của tập
{
}
1, ,n
sao cho ( )
∈
⊕⊕
iF i
YU là
môđun cốt yếu của U (xem [43, Lemma 1]). Mặt khác
,
∈
⊕
iF i
YU
là hạng tử trực tiếp của U
và nó thỏa mãn điều kiện (C
3
), chúng ta suy ra ( ) .
∈
⊕
⊕=
iF i
YUU Nếu
{
}
1, ,=Fn thì
0,
trong đó 1≤≤kn tức là
1
.=⊕⊕
k
Z
UU Xét đẳng cấu
:
ϕ
→
Z
X
và đặt ( )
ϕ
=
ii
XU ta có ≅
ii
XU với bất kỳ
1, , .=ik. Chúng ta suy ra
11 1
( ) ( ) ( ) ( ) .
ϕ
ϕϕϕ
==⊕⊕= ⊕⊕ =⊕⊕
kkk
XZ U U U UX X
Nhận xét rằng
i
X
ii
UU
trong đó U
i
là môđun con đều với i = 1, 2,…,n, thì các
khẳng định sau là tương đương.
(i). U là môđun liên tục;
(ii). U là môđun 1 - liên tục.
Chứng minh.
(i)
⇒
(ii). Điều này là hiển nhiên
(ii)
⇒
(i). Giả sử U là môđun 1 - liên tục, chúng ta chứng minh U là môđun liên tục.
Bước đầu tiên chúng ta chứng minh vành các tự đồng cấu S
i
= End (U
i
) là vành địa phương
với bất kỳ i = 1,…,n.
Chúng ta sẽ chứng minh U
i
không nhúng được trong một môđun con thực sự của U
i
. Xét
: →
ii
f
UU là một đơn cấu với ( )
Xét
∈
i
g
S
và giả sử rằng g không là đẳng cấu. Chúng ta chứng minh rằng 1 - g là một
đẳng cấu. Vì U
i
không nhúng được trong một môđun con thực sự của U
i
nên g không là đơn
cấu, suy ra Ker(g) là môđun con khác không của U
i
. Điều này dẫn đến Ker(g) là môđun cốt
yếu trong môđun đều U
i
. Chú ý rằng ( ) (1 ) 0,
∩
−=Ker g Ker g chúng ta suy ra Ker(1 - g) = 0,
tức là 1 - g là một đơn cấu. Nhưng U
i
không nhúng được trong một môđun con thực sự U
i
suy
ra 1 - g phải là ánh xạ lên, và do đó 1 - g phải là đẳng cấu. Điều này chứng minh được S
i
là
vành địa phương với bất kỳ i = 1,…,n.
Đặt =⊕
ij i j
có chiều đều bằng 2, khi đó hạng tử còn lại là
môđun không
2) Hai hạng tử trực tiếp S
1
, S
2
là môđun không.
Chúng ta xét trường hợp không tầm thường S
1
, S
2
là các môđun đều. Chúng ta chứng
minh rằng U
i
không nhúng được trong môđun con thực sự của U
j
. Giả sử rằng
: →
ij
hU U
là
một đơn cấu và ( )
i
hU là một môđun con thực sự của U
j
. Đặt h(U
i
) = L. Vì U
ij
là hạng tử trực
L
do đó U
j
không là môđun đều (điều này mâu thuẫn với giả thiết). Từ đó chúng ta có U
i
không
nhúng được trong một môđun con thực sự của U
j
. Tương tự U
j
không nhúng được trong một
môđun thực sự của U
i
. Chú ý rằng U
i
(và U
j
) không nhúng được trong một môđun con thực sự
của U
i
(tương ứng U
j
).
Từ giả thiết vành các tự đồng cấu S
i
= End (U
i
) và S
j
= End (U
11
.
=
⊕=⊕
ij j
USHSU
Nếu
11
,=⊕=⊕
ij i
USHSU thì theo luật Môđula chúng ta có
121
W
⊕
=⊕SSS trong đó
12
().=⊕∩
i
WSS U
Điều này dẫn đến
2
W,
≅
S
nghĩa là U
i
chứa một copy của
2
.
Điều này dẫn đến
2
',
≅
WS nghĩa là U
j
chứa một copy của
2
.
≅
j
SU
Nhưng U
j
không nhúng được trong một môđun con thực sự của U
j
, chúng ta phải có ' ,
=
j
WU
và do đó
12
.⊕=
ij
SSU
Vậy U
ij
thỏa mãn điều kiện (C
3
1
=
⊕⊕
n
M
UU trong đó
12
, , ,
n
UU U
là môđun đều. Theo Định lý 2.1.6 chúng ta có M là môđun liên tục.
(ii)
⇔
(iii).Theo Mệnh đề 2.1.3.
II. ĐẶC TRƯNG V-VÀNH BỞI ĐIỀU KIỆN (1 - C
2
)
Trong mục này chúng tôi sẽ sử dụng lớp các môđun thỏa mãn điều kiện (1 - C
2
) để đặc
trưng các lớp vành. Cụ thể chúng tôi quan tâm đến điều kiện để một vành nửa Artin là
V vành
phải. Dĩ nhiên các kết quả mục này đều sử dụng lớp môđun thỏa mãn điều kiện (1 -
C
2
) để đặc
trưng vành.
Định lý 2.2.1. Đối với một vành nửa Artin R, các khẳng định sau là tương đương:
(i). R là V vành phải;
Giả sử X là môđun phân tích được chúng ta đặt
=
⊕XABtrong đó A, B là các môđun
đơn. Xét
1
=∩SAS và
2
=∩SBS chúng ta có S
1
, S
2
hoặc bằng S hoặc bằng 0 vì S là môđun
đơn. Nếu
12
==SSS
thì
12
===
A
SS B
suy ra 0,
∩
≠AB đây là điều mâu thuẫn với tính
chất của A và B. Do đó ít nhất một trong hai môđun con S
1
, S
2
phải bằng 0. Không mất tính
tổng quát giả sử rằng S
1
=>lY l suy ra (W) 1=l hoặc (W) 2.
=
l
Nếu
(W) 1=l thì (0 ),=⊕W Soc X suy ra W là môđun con thực sự 0 ⊕ X và W cốt yếu
trong
0.⊕ X Điều này mâu thuẫn với tính chất W là môđun con đóng trong Y. Do đó
(W) 2.=l
Vì S là môđun đơn nên
(0) 0
∩
⊕=⊕WS S
hoặc
(0)0.∩⊕=WS
Nếu
(0) 0∩⊕=⊕WS S
thì
(0)W.
⊕
⊂S
Từ tính chất W là môđun đều, suy ra
0 ( 0) (0 ) ( 0) (0 ) 0,≠ ⊕∩⊕ ⊆ ⊕∩⊕ =SXSX
đây là điều mâu thuẫn. Từ đó chúng ta có
18
(0)0,∩⊕=WS suy ra (W)()3⊕= =lS lY và được W.
⊕
=SY Tất cả những điều trên
chứng minh W là hạng tử trực tiếp của Y, suy ra Y là CS - môđun. Chú ý rằng Y là môđun
sinh bởi 3 phần tử, do đó Y là môđun 1 - liên tục mạnh theo giả thiết (iii).
, suy ra R là V vành phải. 19
CHƯƠNG 3. MÔ ĐUN TỰA CẤU XẠ, QF VÀNH VÀ ĐIỀU KIỆN BAER
Lý thuyết vành là một trong những trọng tâm của Đại số kết hợp và vấn đề đặc trưng các
lớp vành là bài toán quan trọng đã được nhiều nhà toán học quan tâm nghiên cứu. Có hai
hướng chính để đặc trưng cho các lớp vành. Hướng thứ nhất là đặc trưng vành thông qua tính
chất nội tại của nó như tính chất của các phần tử hoặc các iđêan. Hướng thứ hai là đặc trưng
vành thông qua tính chất của các lớ
p môđun trên vành đó. Hướng thứ nhất ra đời sớm hơn và
hiện tại vẫn được một số nhà toán học quan tâm nghiên cứu. Chúng ta biết rằng đối với vành
R bất kỳ theo định lý đồng cấu
R/l(a) Ra, a R
≅
∀∈
trong đó l(a) là linh hóa tử trái của phần
tử a. Tuy nhiên tính chất
R/Ra l(a)
≅
không phải bao giờ cũng đúng chẳng hạn /2
không đẳng cấu với l(2) 0.
= Năm 1976 G. Erlich đã đưa ra lớp vành cấu xạ là lớp vành thỏa
mãn điều kiện
R/Ra l(a)≅
, tuy nhiên việc nghiên cứu vành cấu xạ qua điều kiện này tỏ ra
không thật sự hiệu quả. Năm 2004, W. K. Nicholson và E. Sanchez - Campos đã đưa ra điều
kiện tương đương của vành cấu xạ với tính chất về linh hóa tử của các phần tử. Nhờ sử dụng
điều kiện mới này việc nghiên cứu lớp vành cấu xạ tỏ ra có hiệu quả hơn và đạt được nhiều
c) Vành R được gọi là
vành Baer (Baer ring) nếu với mỗi tập con I của R, tồn tại lũy
đẳng e của R sao cho l
R
(I) = Re.
3.1.2. Định nghĩa. Cho vành R và a là một phần tử của R.
a) Phần tử a được gọi là
phần tử cấu xạ trái (left morphic element) trong R nếu
R/Ra l(a).≅20
b) Định nghĩa tương tự cho khái niệm
phần tử cấu xạ phải.
c) Vành R được gọi là
vành cấu xạ trái (left morphic ring) nếu mọi phần tử của nó đều
là phần tử cấu xạ trái.
d) Định nghĩa tương tự cho
khái niệm vành cấu xạ phải.
e) Vành R được gọi là
vành cấu xạ (morphic ring) nếu nó là vành cấu xạ trái và phải.
3.1.3. Định nghĩa.
Cho vành R và a là một phần tử của R.
a) Phần tử a được gọi là
phần tử tựa cấu xạ trái (left quasi - morphic element) trong R
nếu tồn tại các phần tử b, c của R sao cho
Ra l(b); Rc l(a).
=
vành cấu xạ tổng quát (generalized morphic ring) nếu nó là vành
cấu xạ tổng quát trái và phải.
3.1.5. Định nghĩa.
Cho vành R và a là một phần tử của R.
a) Phần tử a của vành R được gọi là
phần tử
π
- cấu xạ trái (left
π
- morphic element)
nếu tồn tại số nguyên dương n sao cho R/Ra
n
≅
l(a
n
).
b) Định nghĩa tương tự cho khái niệm
phần tử
π
- cấu xạ phải.
c) Vành R được gọi là vành
π
- cấu xạ trái (left
π
- morphic ring) nếu mọi phần tử của
nó là
π - cấu xạ trái.
d)
Định nghĩa tương tự cho khái niệm
3.1.7. Định nghĩa. Cho môđun M, ký hiệu
(A)
i
iA
MM
∈
=
⊕
với M
i
= M. Khi đó:
a) M được gọi là
môđun
(
)
1
1C−−
∑
(tương ứng đếm được
(
)
1
1C−−
∑
) nếu M
(A)
(tương ứng
()
tựa nội xạ) khi và chỉ khi
R
R là môđun
−
∑
tựa nội xạ (đếm được
−
∑
tựa nội xạ).