Bourbaki

Phụ lục 1 đại số không có phần tử khả nghịch

Trong phụ lục này, kk là một vành giao hoán; các kk-đại số được giả thiết là kết hợp nhưng không nhất thiết có đơn vị.

1. Iđêan chính quy

Cho A là một kk-đại số. Nhắc lại (III, §1, No. 2, p. 430) rằng một iđêan trái của A là một kk-môđun con a\mathfrak{a} của A sao cho các quan hệ a∈A,x∈aa\in A, x\in \mathfrak{a} kéo theo ax∈aax\in \mathfrak{a}. Ta định nghĩa tương tự các khái niệm iđêan phải và iđêan hai phía. Nếu A là một kk-đại số và a\mathfrak{a} là một iđêan hai phía của A, thì khi chuyển qua các thương, phép nhân trong A xác định một cấu trúc kk-đại số trên kk-môđun A/aA/\mathfrak{a} (loc. cit.).

Một iđêan trái của A được gọi là cực đại nếu nó là một phần tử cực đại của tập hợp các iđêan trái thực sự của A đối với quan hệ bao hàm.

Định nghĩa 1 00P4

Cho A là một kk-đại số và a\mathfrak{a} là một iđêan trái của A. Một phần tử uu của A sao cho au−aau-a thuộc a\mathfrak{a} với mọi a∈Aa\in A được gọi là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}. Ta nói rằng iđêan a\mathfrak{a} là chính quy nếu tồn tại một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}.

Tương tự, ta nói rằng một iđêan phải b\mathfrak{b} của A là chính quy nếu A có một đơn vị trái modulo b\mathfrak{b}, nghĩa là, một phần tử vv sao cho va−a∈bva-a\in \mathfrak{b} với mọi a∈Aa\in A. Khi một iđêan là hai phía, cần chỉ rõ nó chính quy với tư cách iđêan trái hay với tư cách iđêan phải.

Khi đại số A có đơn vị, phần tử đơn vị của A là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a} đối với mọi iđêan trái a\mathfrak{a} của A; trong trường hợp này, mọi iđêan trái (hoặc phải) của A đều chính quy. Mặt khác, nếu A là một kk-đại số mà mọi phần tử của nó đều lũy linh, thì A là iđêan duy nhất (trái hoặc phải) của A chính quy.

Cho a\mathfrak{a} là một iđêan trái chính quy của A và uu là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}. Nếu b\mathfrak{b} là một iđêan trái của A chứa a\mathfrak{a}, thì uu là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}, do đó b\mathfrak{b} là chính quy. Vậy các iđêan trái của A cực đại và chính quy là các phần tử cực đại của tập hợp các iđêan trái thực sự chính quy của A. Hơn nữa, một iđêan trái b\mathfrak{b} của A chứa a\mathfrak{a} là thực sự khi và chỉ khi uu không thuộc b\mathfrak{b}. Do đó, tập hợp các iđêan trái thực sự b\mathfrak{b} của A chứa a\mathfrak{a}, có thứ tự bởi quan hệ bao hàm, là một tập quy nạp. Định lý 2 của Lý thuyết tập hợp, III, §2, No. 4, p. 154 áp dụng cho tập hợp này cho kết quả sau.

Mệnh đề 1 00P5

Mọi iđêan trái (tương ứng phải) thực sự chính quy của A đều được chứa trong một iđêan trái (tương ứng phải) cực đại chính quy.

Mệnh đề 2 00P6

Cho A là một kk-đại số giao hoán. Một iđêan a\mathfrak{a} của A là một iđêan cực đại chính quy nếu và chỉ nếu giả vành A/aA/\mathfrak{a} (I, §8, No. 1, p. 98) là một trường.

Một phần tử uu của A là một đơn vị modulo a\mathfrak{a} (phải hoặc trái) nếu và chỉ nếu ảnh chính tắc của uu trong A/aA/\mathfrak{a} là một phần tử đơn vị của đại số A/aA/\mathfrak{a}. Do đó, iđêan a\mathfrak{a} là chính quy nếu và chỉ nếu đại số A/aA/\mathfrak{a} có đơn vị. Giả sử các điều kiện này được thỏa mãn.

Ánh xạ b↦b/a\mathfrak{b}\mapsto \mathfrak{b}/\mathfrak{a} là một song ánh từ tập hợp các iđêan của đại số A chứa a\mathfrak{a} tới tập hợp các iđêan của đại số A/aA/\mathfrak{a}. Đây là các iđêan của vành A/aA/\mathfrak{a} vì đại số này có đơn vị. Cuối cùng, theo Định lý 1 của I, §9, No. 1, p. 115, vành A/aA/\mathfrak{a} là một trường nếu và chỉ nếu nó khác không và các iđêan duy nhất của nó là 0 và chính nó. Mệnh đề được chứng minh.

Ví dụ 1 00P7

Cho V là một không gian vectơ vô hạn chiều trên một trường giao hoán K. Gọi EndKf(V)^f_K(V) là đại số con trên K của EndK(V)_K(V) gồm các tự đồng cấu có hạng hữu hạn. Cho W là một không gian con tuyến tính của V, và gọi aW\mathfrak{a}_W là tập hợp các phần tử của EndKf(V)^f_K(V) mà hạt nhân chứa W; đó là một iđêan trái của EndKf(V)^f_K(V). Một phần tử uu của EndKf(V)^f_K(V) là một đơn vị phải modulo aW\mathfrak{a}_W khi và chỉ khi ta có u(x)=xu(x) =x với mọi x∈Wx\in W. Một phần tử như vậy uu tồn tại, nghĩa là, aW\mathfrak{a}_W là chính quy, khi và chỉ khi W là hữu hạn chiều. Iđêan aW\mathfrak{a}_W là cực đại và chính quy khi và chỉ khi W có chiều 1.

Ví dụ 2 00P8

Cho T là một không gian compact địa phương, và gọi C0(T)\mathscr{C}_0(T) là C\mathbf{C}-đại số giao hoán của các ánh xạ liên tục từ T vào C\mathbf{C} mà tiến tới 0 ở vô cực (Gen. Top., X, §4, No. 4, p. 316); nó có đơn vị khi và chỉ khi T compact. Cho F là một tập con đóng của T, và gọi aF\mathfrak{a}_F là tập hợp các phần tử của C0(T)\mathscr{C}_0(T) mà hạn chế của chúng trên F là hàm không; đó là một iđêan của C0(T)\mathscr{C}_0(T). Một phần tử uu của C0(T)\mathscr{C}_0(T) là một đơn vị modulo aF\mathfrak{a}_F khi và chỉ khi ta có u(t)=1u(t) = 1 với mọi t∈Ft\in F. Tồn tại một phần tử như vậy uu, nghĩa là aF\mathfrak{a}_F là chính quy, khi và chỉ khi F compact. Ánh xạ t↦a{t}t\mapsto \mathfrak{a}_{\{t\}} là một song ánh từ T lên tập hợp các iđêan cực đại chính quy của C0(T)\mathscr{C}_0(T) (TS, I, §3, no2^o2, p. 32, hệ quả 1). Giả sử T không compact, và ký hiệu bởi a\mathfrak{a} tập con của C0(T)\mathscr{C}_0(T) gồm các hàm có giá compact; khi đó a\mathfrak{a} là một iđêan của C0(T)\mathscr{C}_0(T) không được chứa trong bất kỳ iđêan chính quy nào của C0(T)\mathscr{C}_0(T).

Ví dụ 3 00P9

Cho L1(R)L^1(\mathbf{R}) là đại số chập của nhóm compact địa phương R\mathbf{R}. Nhắc lại (xem Int., VIII, §4, No. 5, p. 38) rằng L1(R)L^1(\mathbf{R}) là không gian các lớp hàm trên R\mathbf{R} khả tích đối với độ đo Lebesgue. Tích của các lớp của hai hàm ff và gg là lớp của hàm f∗gf*g được xác định bởi công thức

(f∗g)(s)=∫−∞+∞f(t)g(s−t)dt (f*g)(s) =\int_{-\infty}^{+\infty}f(t)g(s-t)dt

với hầu khắp mọi s∈Rs\in \mathbf{R}. Đại số L1(R)L^1(\mathbf{R}) không có đơn vị. Với mọi aa trong R\mathbf{R}, ký hiệu ma\mathfrak{m}_a là tập hợp các phần tử ff của L1(R)L^1(\mathbf{R}) thỏa mãn

∫−∞+∞f(t)e−iatdt=0 \int_{-\infty}^{+\infty}f(t)e^{-iat}dt= 0

Theo TS, II, §3, no2^o2, p. 252, định lý 1, ánh xạ a↦maa\mapsto \mathfrak{m}_a là một song ánh từ R\mathbf{R} lên tập hợp các iđêan cực đại chính quy của đại số L1(R).∗L^1(\mathbf{R}).*

2. Phép nối một phần tử đơn vị

Cho A là một kk-đại số. Trong III, §1, No. 2, p. 431, chúng ta đã định nghĩa đại số có đơn vị A~\widetilde{A} suy ra từ A bằng phép nối một phần tử đơn vị ee. Ta đồng nhất A với một iđêan hai phía của A~\widetilde{A}. kk-môđun A~\widetilde{A} là tổng trực tiếp của các môđun con keke và A.

Mệnh đề 3 00PA

a) Cho a~\widetilde{\mathfrak{a}} là một iđêan trái của A~\widetilde{A} sao cho A~=a~+A\widetilde{A} =\widetilde{\mathfrak{a}}+ A. Ta đặt a=a~∩A\mathfrak{a}=\widetilde{\mathfrak{a}}\cap A. Tồn tại một phần tử uu của A sao cho u−eu-e thuộc a~\widetilde{\mathfrak{a}}. Nếu uu là một phần tử như vậy, thì nó là một phần tử khả nghịch phải của A modulo a\mathfrak{a}, và ta có a~=a+k(u−e)\widetilde{\mathfrak{a}}=\mathfrak{a}+k(u-e); đặc biệt, iđêan a\mathfrak{a} là chính quy.

b) Ngược lại, cho a\mathfrak{a} là một iđêan trái chính quy của A và uu là một phần tử khả nghịch phải của A modulo a\mathfrak{a}. Đặt a~=a+k(u−e)\widetilde{\mathfrak{a}}=\mathfrak{a}+k(u-e). Khi đó a~\widetilde{\mathfrak{a}} là một iđêan trái của A~\widetilde{A} sao cho A~=a~+A\widetilde{A} =\widetilde{\mathfrak{a}}+ A, và ta có a=a~∩A\mathfrak{a}=\widetilde{\mathfrak{a}}\cap A.

c) Nếu kk là một trường, thì điều kiện A~=a~+A\widetilde{A} =\widetilde{\mathfrak{a}}+ A tương đương với việc nói rằng a~\widetilde{\mathfrak{a}} không được chứa trong A.

Dưới giả thiết của a), phần tử ee của A~\widetilde{A} có thể được viết thành (e−u)+u(e-u)+u với u∈Au\in A và u−e∈a~u-e\in \widetilde{\mathfrak{a}}. Đặt x=λe+ax=\lambda e+a là một phần tử của A~\widetilde{A}, trong đó λ∈k\lambda \in k và a∈Aa\in A; nếu xx thuộc a~\widetilde{\mathfrak{a}}, thì phần tử y=a+λu=x+λ(u−e)y=a+\lambda u=x+\lambda (u-e) của A thuộc a\mathfrak{a}, và ta có x=y−λ(u−e)x=y-\lambda (u-e); điều này chứng minh đẳng thức a~=a+k(u−e)\widetilde{\mathfrak{a}}=\mathfrak{a}+k(u-e). Hơn nữa, với mọi aa trong A, phần tử au−a=a(u−e)au-a=a(u-e) của A thuộc a\mathfrak{a}, nên uu là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}. Điều này chứng minh mệnh đề a).

Cho a\mathfrak{a} và uu như trong b). Vì A~\widetilde{A} là tổng trực tiếp của A và k(u−e)k(u-e), ta có a~+A=A~\widetilde{\mathfrak{a}}+ A =\widetilde{A} và a~∩A=a\widetilde{\mathfrak{a}}\cap A =\mathfrak{a}. Mọi phần tử của a~\widetilde{\mathfrak{a}} đều có dạng x+λ(u−e)x+\lambda (u-e) với x∈ax\in \mathfrak{a} và λ∈k\lambda \in k. Với mọi a∈Aa\in A, ta có

a(x+λ(u−e))=ax+λ(au−a) a(x+\lambda (u-e)) =ax+\lambda (au-a)

Vì uu là một phần tử khả nghịch phải của A modulo a\mathfrak{a}, tổng ax+λ(au−a)ax+\lambda (au-a) thuộc a\mathfrak{a}, do đó a~\widetilde{\mathfrak{a}} là một iđêan trái của A. Điều này chứng minh b).

Cuối cùng, nếu kk là một trường, thì A là một siêu phẳng trong A~\widetilde{A}, và A~\widetilde{A} là tổng của a~\widetilde{\mathfrak{a}} và A khi và chỉ khi a~\widetilde{\mathfrak{a}} không được chứa trong A.

Hệ quả 00PB

Các iđêan chính quy trái của A là các iđêan có dạng A∩a~A\cap \widetilde{\mathfrak{a}}, trong đó a~\widetilde{\mathfrak{a}} là một iđêan trái của A~\widetilde{A} sao cho A~=a~+A\widetilde{A} =\widetilde{\mathfrak{a}}+ A.

Mệnh đề 4 00PC

a) Cho a\mathfrak{a} là một iđêan trái cực đại chính quy của A. Tồn tại một iđêan trái duy nhất a~\widetilde{\mathfrak{a}} của A~\widetilde{A} sao cho A~=a~+A\widetilde{A} =\widetilde{\mathfrak{a}}+ A và a=a~∩A\mathfrak{a}=\widetilde{\mathfrak{a}}\cap A. Iđêan này là cực đại và không chứa A.

b) Ánh xạ a~↦a~∩A\widetilde{\mathfrak{a}}\mapsto \widetilde{\mathfrak{a}}\cap A là một song ánh từ tập hợp các iđêan trái cực đại của A~\widetilde{A} không chứa A lên tập hợp các iđêan trái cực đại chính quy của A.

Cho a\mathfrak{a} là một iđêan trái cực đại chính quy của A. Theo Mệnh đề 3, a), các iđêan trái b\mathfrak{b} của A~\widetilde{A} sao cho b+A=A~\mathfrak{b}+ A =\widetilde{A} và b∩A=a\mathfrak{b}\cap A =\mathfrak{a} là các iđêan a+k(u−e)\mathfrak{a}+k(u-e), trong đó uu là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}. Do đó, để chứng minh tính duy nhất của a~\widetilde{\mathfrak{a}}, chỉ cần chứng minh rằng hai đơn vị phải uu và u′u' của A modulo a\mathfrak{a} là đồng dư modulo a\mathfrak{a}. Lập luận phản chứng, giả sử rằng u−u′u-u' không thuộc a\mathfrak{a}. Công thức x(u−u′)=(xu−x)−(xu′−x)x(u-u') = (xu-x)-(xu'-x) cho thấy rằng ta có A(u−u′)⊂aA(u-u')\subset \mathfrak{a}; suy ra a+k(u−u′)\mathfrak{a}+k(u-u') là một iđêan trái của A chứa a\mathfrak{a} và phân biệt với a\mathfrak{a}. Vì a\mathfrak{a} là cực đại, do đó ta có a+k(u−u′)=A\mathfrak{a}+k(u-u') = A, và do đó AA ⊂a\subset \mathfrak{a}. Với mọi x∈Ax\in A, ta có x≡xux\equiv xu (mod a\mathfrak{a}), và do đó x∈ax\in \mathfrak{a} theo điều trên, mâu thuẫn với giả thiết a≠A\mathfrak{a}\not= A.

Do đó tồn tại một iđêan trái duy nhất a~\widetilde{\mathfrak{a}} của A~\widetilde{A} sao cho A~=a~+A\widetilde{A} =\widetilde{\mathfrak{a}}+ A và a=a~∩A\mathfrak{a}=\widetilde{\mathfrak{a}}\cap A. Cho b\mathfrak{b} là một iđêan trái thực sự của A~\widetilde{A} chứa a~\widetilde{\mathfrak{a}}. Khi đó b∩A\mathfrak{b}\cap A là một iđêan trái thực sự của A chứa a\mathfrak{a}. Vậy nó bằng a\mathfrak{a} vì a\mathfrak{a} là cực đại, điều này kéo theo b=a~\mathfrak{b}=\widetilde{\mathfrak{a}} theo Bổ đề 2 của VIII, p. 4. Điều này chứng minh rằng a~\widetilde{\mathfrak{a}} là một iđêan cực đại của A~\widetilde{A}; đối với một iđêan như thế, điều kiện A~=a~+A\widetilde{A} =\widetilde{\mathfrak{a}}+ A có nghĩa là a~\widetilde{\mathfrak{a}} không chứa A.

Còn phải chứng minh rằng nếu a~\widetilde{\mathfrak{a}} là một iđêan trái cực đại của A~\widetilde{A} không chứa A, thì iđêan trái a=A∩a~\mathfrak{a}= A\cap \widetilde{\mathfrak{a}} của A là cực đại. Cho b\mathfrak{b} là một iđêan trái thực sự của A chứa a\mathfrak{a}. Gọi uu là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a} sao cho a~=a+k(u−e)\widetilde{\mathfrak{a}}=\mathfrak{a}+k(u-e) (Mệnh đề 3). Nó cũng là một đơn vị phải modulo b\mathfrak{b}; ký hiệu bởi b~\widetilde{\mathfrak{b}} iđêan b+k(u−e)\mathfrak{b}+k(u-e) của A~\widetilde{A}. Theo Mệnh đề 3, b), ta có b=A∩b~\mathfrak{b}= A\cap \widetilde{\mathfrak{b}}. Iđêan a~\widetilde{\mathfrak{a}}, bằng a+k(u−e)\mathfrak{a}+k(u-e), được chứa trong b~\widetilde{\mathfrak{b}} và do đó bằng b~\widetilde{\mathfrak{b}} vì b~\widetilde{\mathfrak{b}} phân biệt với A~\widetilde{A} và a~\widetilde{\mathfrak{a}} là cực đại. Do đó, ta có a=b\mathfrak{a}=\mathfrak{b}, và a\mathfrak{a} là cực đại.

Chúng tôi để độc giả chuyển Mệnh đề 3 và 4 sang các iđêan phải.

3. Căn của một đại số

Cho A là một kk-đại số. Một môđun giả trái trên A là một kk-môđun M được trang bị cấu trúc môđun giả trái trên giả vành A (II, Phụ lục, No. 2, p. 378) sao cho ta có a(λx)=λ(ax)=(λa)xa(\lambda x) =\lambda (ax) = (\lambda a)x với λ∈k\lambda \in k, a∈Aa\in A, và x∈Mx\in M. Ta cũng định nghĩa tương tự các môđun giả phải trên A.

Cho M là một môđun giả trái trên A; ta định nghĩa trên M một cấu trúc A~\widetilde{A}-môđun trái gọi là chính tắc bằng cách đặt

(λe+a)x=λx+ax(\lambda e+a)x=\lambda x+ax với λ∈k,a∈A,x∈M\lambda \in k, a\in A, x\in M.

Ngược lại, mọi A~\widetilde{A}-môđun trái đều được trang bị một cách chính tắc, bằng cách hạn chế vành các toán tử vào kk và A, cấu trúc môđun giả trái trên A. Do đó, các loài cấu trúc của các môđun giả trái trên A và của các môđun trên A~\widetilde{A} là tương đương (Lý thuyết Tập hợp, IV, §1, No. 7, p. 262).

Cho M là một môđun giả trái trên A, và cho N là một môđun con kk của M. Khi đó N là một môđun con A~\widetilde{A} của M nếu và chỉ nếu nó ổn định dưới tác động của A; khi đó ta nói rằng N là một môđun giả con của M.

Như trong trường hợp các vành, ta định nghĩa giả môđun trái AsA_s trên A và giả môđun phải AdA_d. Các iđêan trái (tương ứng, phải) của A là các môđun giả con của AsA_s (tương ứng, AdA_d).

Cho a\mathfrak{a} là một iđêan trái chính quy của A và uu là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}. Đặt M=As/aM = A_s/\mathfrak{a}, và ký hiệu ảnh của uu trong M là zz. Ta có M=AzM = Az, và a\mathfrak{a} là linh hóa tử của zz.

Ngược lại, cho M là một môđun giả trái trên A, và cho zz là một phần tử của M sao cho M=AzM = Az. Khi đó tồn tại một phần tử uu của A sao cho z=uzz=uz. Với mọi a∈Aa\in A, ta có (au−a)z=0(au-a)z= 0, nên au−aau-a thuộc linh hóa tử a\mathfrak{a} của zz. Do đó, a\mathfrak{a} là một iđêan trái chính quy của A, phần tử uu là một đơn vị phải modulo a\mathfrak{a}, và khi chuyển qua thương, ánh xạ a↦aza\mapsto az xác định một đẳng cấu từ As/aA_s/\mathfrak{a} lên M.

Định nghĩa 2 00PD

Ta nói rằng một giả môđun M trên A là đơn nếu ta có AM ≠0\not= 0 và nếu 0 và M là hai môđun giả con duy nhất của M.

Điều này tương ứng với việc nói rằng A~\widetilde{A}-môđun M là đơn và linh hóa tử của nó không chứa A. Khi A là một vành và M là một A-môđun, ta có AM = M, do đó Định nghĩa 2 trùng với Định nghĩa 1 của VIII, p. 45.

Mệnh đề 5 00PE

a) Cho m\mathfrak{m} là một iđêan trái cực đại chính quy của A. Khi đó giả môđun As/mA_s/\mathfrak{m} là đơn, và tồn tại một phần tử khác không của As/mA_s/\mathfrak{m} có linh hóa tử là m\mathfrak{m}.

b) Cho M là một giả môđun đơn, và cho xx là một phần tử khác không của M. Ta có M=AxM = Ax, linh hóa tử m\mathfrak{m} của xx là một iđêan trái cực đại chính quy của A, và khi chuyển qua thương, ánh xạ a↦axa\mapsto ax xác định một đẳng cấu từ As/mA_s/\mathfrak{m} lên M.

c) Cho M là một giả môđun không thu về 0. Khi đó M là đơn nếu và chỉ nếu ta có M=AxM = Ax với mọi phần tử khác không xx của M.

Cho m\mathfrak{m} là một iđêan trái cực đại chính quy của A. Ta đã thấy rằng tồn tại một phần tử khác không zz của As/mA_s/\mathfrak{m} có linh hóa tử bằng m\mathfrak{m} và sao cho Az=As/mAz= A_s/\mathfrak{m}; đặc biệt, ta có A(As/m)≠0A(A_s/\mathfrak{m})\not= 0. Hơn nữa, mọi môđun giả con của As/mA_s/\mathfrak{m} đều có dạng n/m\mathfrak{n}/\mathfrak{m}, trong đó n\mathfrak{n} là một iđêan trái của A chứa m\mathfrak{m}. Vì m\mathfrak{m} là cực đại, các khả năng duy nhất là n=m\mathfrak{n}=\mathfrak{m} và n=A\mathfrak{n}= A, do đó giả môđun As/aA_s/\mathfrak{a} là đơn. Điều này chứng minh a).

Dưới các giả thiết của b), tập hợp các phần tử yy của M sao cho Ay=0Ay= 0 là một giả môđun con của M khác với M và do đó bằng 0. Do đó, AxAx là một giả môđun con khác không của M, điều này kéo theo M=AxM = Ax. Khi đó mệnh đề b) suy ra từ các nhận xét trước Định nghĩa 2.

Cho M là một giả môđun khác không. Giả sử rằng ta có Ax=MAx= M đối với mọi phần tử khác không xx của M. Đặc biệt, ta có AM ≠0\not= 0. Cho N là một giả môđun con khác không của M, và xx là một phần tử khác không của N. Ta có Ax=MAx= M, và do đó N = M. Vậy M là đơn. Ngược lại, nếu M là đơn, thì ta có M=AxM = Ax đối với mọi x≠0x\not= 0 theo b).

Định nghĩa 3 00RT

Căn của kk-đại số A, ký hiệu là ℜ(A)\Re (A), là giao của các iđêan trái cực đại chính quy của A.

Khi A là một vành, mọi iđêan trái của A đều chính quy, nên định nghĩa của căn trùng với Định nghĩa 2 của VIII, p. 154.

Ví dụ 1 00PF

Căn của kk-đại số Endkf(V)^f_k(V) thu về 0 (VIII, p. 436, Ví dụ 1).∗.* Điều tương tự cũng đúng với các đại số C0(T)\mathscr{C}_0(T) và L1(R).∗L^1(\mathbf{R}).*

Ví dụ 2 00PG

Cho A là một giả vành trong đó mọi phần tử đều lũy linh. Căn của A bằng A vì A là iđêan trái chính quy duy nhất.

Mệnh đề 5 ngay lập tức kéo theo kết quả sau đây.

Mệnh đề 6 00PH

Căn của đại số A là giao của các linh hóa tử của các giả môđun đơn. Đặc biệt, nó là một iđêan hai phía của A.

Mệnh đề 7 00PI

Căn của A là vết trên A của căn của A~\widetilde{A}; nó cũng bằng căn của đại số đối Ao(A^o(nghĩa là, bằng giao của các iđêan phải cực đại chính quy của A). Nếu vành kk không có căn, thì căn của A bằng căn của A~\widetilde{A}.

Đẳng thức ℜ(A~)∩A=ℜ(A)\Re (\widetilde{A})\cap A =\Re (A) suy ra từ Mệnh đề 4 của VIII, p. 438, b). Vì A~\widetilde{A} và A~o\widetilde{A}^o có cùng căn (VIII, p. 156, Hệ quả 1), nên suy ra đẳng thức ℜ(A)=ℜ(Ao)\Re (A) =\Re (A^o). Nếu kk không có căn, thì giao của các iđêan trái cực đại của A~\widetilde{A} chứa A thì bằng A. Do đó ℜ(A~)\Re (\widetilde{A}) được chứa trong A và vì thế bằng ℜ(A)\Re (A).

Nhận xét 00PJ

Cho xx và yy là các phần tử của A; ta nói rằng xx là một đối nghịch trái của yy, hoặc rằng yy là một đối nghịch phải của xx, nếu, trong A~,x−e\widetilde{A},x-e là một nghịch đảo trái của y−ey-e, nghĩa là nếu ta có x+y=xyx+y=xy. Theo Mệnh đề 7 và định lý của Jacobson (VIII, p. 156, Định lý 1), căn của A gồm các phần tử xx của A sao cho ux−eux-e là khả nghịch trái trong A~\widetilde{A} với mọi uu trong A~\widetilde{A}. Vì ta có (a+λe)x−e=ax+λx−e(a+\lambda e)x-e=ax+\lambda x-e (với a∈A,λ∈ka\in A,\lambda \in k), căn của A là tập hợp các phần tử xx của A sao cho ax+λxax+\lambda x có một đối nghịch trái trong A với mọi a∈Aa\in A và λ∈k\lambda \in k.

4. Định lý mật độ

Cho A là một kk-đại số. Một môđun giả trái M được gọi là nửa đơn nếu nó là tổng trực tiếp của một họ các môđun giả trái đơn.

Bổ đề 1 00PK

Cho M là một môđun giả trái A nửa đơn. Cho B là đối giao hoán tử kép của A~\widetilde{A}-môđun M. Khi đó mọi môđun giả con A của M đều là một B-môđun con của M.

A~\widetilde{A}-môđun M là nửa đơn. Cho N là một môđun giả con A của M. Khi đó N là một A~\widetilde{A}-môđun con của M. Theo Hệ quả 2 của VIII, p. 56, tồn tại một phép chiếu pp của A-môđun M có ảnh là N. Vì ta có quan hệ pb=bppb=bp với mọi b∈Bb\in B, suy ra N là một B-môđun con của M.

Bổ đề 2 00PL

Cho M là một môđun giả trái A nửa đơn, và cho xx là một phần tử của M. Tồn tại một phần tử a∈Aa\in A sao cho ax=xax=x.

Cho N là giả môđun A trái A~x/Ax\widetilde{A}x/Ax. N thỏa mãn AN ={0}=\{0\}. Theo Hệ quả 3 của VIII, p. 56 áp dụng cho các A~\widetilde{A}-môđun M và A~x\widetilde{A}x, giả môđun A N là nửa đơn. Theo định nghĩa, mọi giả môđun con đơn S của N đều thỏa mãn AS ≠{0}\not=\{0\}. Do đó giả môđun N là không, và suy ra x∈Axx\in Ax.

Định lý 1 (định lý mật độ của Jacobson) 00SD

Cho M là một giả môđun A trái nửa đơn. Cho bb là một phần tử của đối giao hoán tử kép của A~\widetilde{A}-môđun M. Cho F={x1,...,xn}F =\{x_1, . . . , x_n\} là một tập con hữu hạn của M. Khi đó tồn tại một phần tử a∈Aa\in A sao cho bxi=axibx_i=ax_i với mọi i∈[1,n]i\in [1, n].

Cho B là đối giao hoán tử kép của A~\widetilde{A}-môđun M. Giả môđun A MnM^n là nửa đơn. Cho x=(x1,...,xn)∈Mn\boldsymbol{x}= (x_1, . . . , x_n)\in M^n. Từ Bổ đề 2 suy ra rằng x∈\boldsymbol{x}\in AxA\boldsymbol{x}. Đối giao hoán tử kép của A~\widetilde{A}-môđun MnM^n trùng với các vị tự của B-môđun MnM^n (VIII, p. 79, Mệnh đề 2). Theo Bổ đề 1, môđun giả con A AxA\boldsymbol{x} của MnM^n do đó là một B-môđun con của MnM^n. Vì vậy ta có bao hàm Bx⊂AxB\boldsymbol{x}\subset A\boldsymbol{x}. Do đó tồn tại một a∈Aa\in A sao cho bx=axb\boldsymbol{x}=a\boldsymbol{x}. Kết quả suy ra.

Bài tập

Xem các bài tập cho Phụ lục 1.

Machine translation of the English, by gpt-5-6, gpt-5.4, against glossary version 34. Not checked by a person.