वलय समरूपता

रिंग सिद्धांत में, अमूर्त बीजगणित की एक शाखा, एक रिंग होमोमोर्फिज्म दो रिंग (बीजगणित) के बीच एक संरचना-संरक्षण कार्य (गणित) है। अधिक स्पष्ट रूप से, यदि आर और एस वलय हैं, तो एक वलय समरूपता एक फलन है f : R → S ऐसा कि f है:

अतिरिक्त संरक्षण:

$f(a+b)=f(a)+f(b)$ आर में सभी ए और बी के लिए,

गुणा संरक्षण:

$f(ab)=f(a)f(b)$ आर में सभी ए और बी के लिए,

और इकाई (गुणक पहचान) संरक्षित करना:

$f(1_{R})=1_{S}$.

योगात्मक व्युत्क्रम और योगात्मक पहचान भी संरचना का हिस्सा हैं, लेकिन यह स्पष्ट रूप से आवश्यक नहीं है कि उनका भी सम्मान किया जाए, क्योंकि ये स्थितियाँ उपरोक्त तीन स्थितियों के परिणाम हैं।

यदि इसके अतिरिक्त f एक आक्षेप है, तो इसका व्युत्क्रम फलन f है⁻¹ भी एक वलय समरूपता है। इस मामले में, f को 'रिंग आइसोमोर्फिज्म' कहा जाता है, और वलय R और S को आइसोमॉर्फिक कहा जाता है। वलय सिद्धांत के दृष्टिकोण से, समरूपी वलय को अलग नहीं किया जा सकता है।

यदि R और S हैं आरएनजी (बीजगणित) एस, तो संबंधित धारणा एक की हैरंग समरूपता, तीसरी शर्त f(1) को छोड़कर ऊपर बताए अनुसार परिभाषित किया गया है_R) = 1_S. ए रंग (इकाई) छल्लों के बीच समरूपता को वलय समरूपता होने की आवश्यकता नहीं है।

दो वलय समरूपताओं की कार्य संरचना एक वलय समरूपता है। यह इस प्रकार है कि सभी रिंगों का वर्ग (सेट सिद्धांत) एक श्रेणी (गणित) बनाता है जिसमें रिंग होमोमोर्फिज्म के साथ आकारिकी (सीएफ। रिंगों की श्रेणी) होती है। विशेष रूप से, कोई रिंग एंडोमोर्फिज्म, रिंग आइसोमोर्फिज्म और रिंग आकारिता की धारणा प्राप्त करता है।

गुण

होने देना $f\colon R\rightarrow S$ एक वलय समरूपता हो। फिर, सीधे इन परिभाषाओं से, कोई यह निष्कर्ष निकाल सकता है:

• एफ(0_R) = 0_S.
• f(−a) = −f(a) R में सभी a के लिए।
• R में किसी भी इकाई तत्व a के लिए, f(a) एक इकाई तत्व है f(a⁻¹) = f(a)⁻¹. विशेष रूप से, f, R की इकाइयों के (गुणक) समूह से S (या im(f)) की इकाइयों के (गुणक) समूह में एक समूह समरूपता को प्रेरित करता है।
• f की छवि (गणित), जिसे im(f) दर्शाया गया है, S का एक उपरिंग है।
• एफ का कर्नेल (बीजगणित), के रूप में परिभाषित किया गया है ker(f) = {a in R : f(a) = 0_S}, R में एक वलय आदर्श है। वलय R में प्रत्येक आदर्श इस तरह से कुछ वलय समरूपता से उत्पन्न होता है।
• होमोमोर्फिज्म एफ इंजेक्टिव है यदि और केवल यदि ker(f) = {0_R}.
• यदि कोई रिंग समरूपता मौजूद है f : R → S तो S की विशेषता (बीजगणित) R की विशेषता को विभाजित करती है। इसका उपयोग कभी-कभी यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि कुछ वलय R और S के बीच, कोई वलय समरूपता नहीं है R → S मौजूद।
• यदि आर_pआर और एस में निहित सबसे छोटा सबरिंग है_pएस में निहित सबसे छोटा सबरिंग है, फिर प्रत्येक रिंग समरूपता है f : R → S एक वलय समरूपता उत्पन्न करता है f_p : R_p → S_p.
• यदि R एक फ़ील्ड (गणित) (या अधिक सामान्यतः एक तिरछा-फ़ील्ड) है और S शून्य रिंग नहीं है, तो f इंजेक्टिव है।
• यदि R और S दोनों फ़ील्ड (गणित) हैं, तो im(f) S का एक उपफ़ील्ड है, इसलिए S को R के फ़ील्ड विस्तार के रूप में देखा जा सकता है।
• यदि I, S का आदर्श है तो f⁻¹(I) R का एक आदर्श है।
• यदि R और S क्रमविनिमेय हैं और P, S का एक अभाज्य आदर्श है तो f⁻¹(P) R का एक प्रमुख आदर्श है।
• यदि R और S क्रमविनिमेय हैं, M, S का अधिकतम आदर्श है, और f विशेषणात्मक है, तो f⁻¹(M) R का अधिकतम आदर्श है।
• यदि R और S क्रमविनिमेय हैं और S एक अभिन्न डोमेन है, तो ker(f) R का एक प्रमुख आदर्श है।
• यदि R और S क्रमविनिमेय हैं, S एक क्षेत्र है, और f विशेषण है, तो ker(f) R का अधिकतम आदर्श है।
• यदि f विशेषण है, तो R और में P अभाज्य (अधिकतम) आदर्श है ker(f) ⊆ P, तो S में f(P) अभाज्य (अधिकतम) आदर्श है।

इसके अतिरिक्त,

• रिंग होमोमोर्फिज्म की संरचना एक रिंग होमोमोर्फिज्म है।
• प्रत्येक रिंग आर के लिए, पहचान मानचित्र R → R एक वलय समरूपता है।
• इसलिए, सभी छल्लों का वर्ग वलय समरूपताओं के साथ मिलकर एक श्रेणी बनाता है, छल्लों की श्रेणी।
• शून्य मानचित्र R → S R के प्रत्येक तत्व को 0 पर भेजना केवल एक रिंग समरूपता है यदि S शून्य रिंग है (वह रिंग जिसका एकमात्र तत्व शून्य है)।
• प्रत्येक वलय R के लिए, एक अद्वितीय वलय समरूपता होती है Z → R. यह कहता है कि पूर्णांकों का वलय वलय की श्रेणी (गणित) में एक प्रारंभिक वस्तु है।
• प्रत्येक वलय R के लिए, R से शून्य वलय तक एक अद्वितीय वलय समरूपता होती है। यह कहता है कि शून्य वलय वलय की श्रेणी में एक टर्मिनल वस्तु है।

उदाहरण

• कार्यक्रम f : Z → Z/nZ, द्वारा परिभाषित f(a) = [a]_n = a mod n कर्नेल n'Z' के साथ एक विशेषण वलय समरूपता है (मॉड्यूलर अंकगणित देखें)।
• जटिल संयुग्मन C → C एक रिंग होमोमोर्फिज्म है (यह रिंग ऑटोमोर्फिज्म का एक उदाहरण है)।
• अभाज्य विशेषता p वाले वलय R के लिए, R → R, x → x^p एक रिंग एंडोमोर्फिज्म है जिसे फ्रोबेनियस एंडोमोर्फिज्म कहा जाता है।
• यदि R और S वलय हैं, तो R से S तक शून्य फलन एक वलय समरूपता है यदि और केवल यदि S शून्य वलय है। (अन्यथा यह मानचित्र 1 बनाने में विफल रहता है_R से 1_S.) दूसरी ओर, शून्य फलन सदैव a होता है रंग समरूपता.
• यदि R[X] वास्तविक संख्या R में गुणांक के साथ चर X में सभी बहुपदों की अंगूठी को दर्शाता है, और C जटिल संख्याओं को दर्शाता है, तो फ़ंक्शन f : R[X] → C द्वारा परिभाषित f(p) = p(i) (बहुपद p में चर X के लिए काल्पनिक इकाई i को प्रतिस्थापित करें) एक विशेषण वलय समरूपता है। एफ के कर्नेल में 'आर' [एक्स] में सभी बहुपद शामिल हैं जो विभाज्य हैं X² + 1.
• अगर f : R → S रिंग आर और एस के बीच एक रिंग होमोमोर्फिज्म है, फिर एफ मैट्रिक्स रिंगों के बीच एक रिंग होमोमोर्फिज्म प्रेरित करता है M_n(R) → M_n(S).
• मान लीजिए V एक फ़ील्ड k पर एक सदिश समष्टि है। फिर नक्शा $\rho :k\to \operatorname {End} (V)$ द्वारा दिए गए $\rho (a)v=av$ एक वलय समरूपता है। अधिक आम तौर पर, एक एबेलियन समूह एम को देखते हुए, एक रिंग आर पर एम पर एक मॉड्यूल संरचना एक रिंग होमोमोर्फिज्म देने के बराबर है $R\to \operatorname {End} (M)$.
• एक क्रमविनिमेय रिंग आर पर यूनिटल साहचर्य बीजगणित के बीच एक यूनिटल बीजगणित समरूपता एक रिंग होमोमोर्फिज्म है जो मॉड्यूल होमोमोर्फिज्म | आर-रैखिक भी है।

गैर-उदाहरण

• कार्यक्रम f : Z/6Z → Z/6Z द्वारा परिभाषित f([a]₆) = [4a]₆ एक है रंग समरूपता (और रंग एंडोमोर्फिज्म), कर्नेल 3Z/6Z और छवि 2Z/6Z के साथ (जो Z/3Z के लिए आइसोमोर्फिक है)।
• कोई वलय समरूपता नहीं है Z/nZ → Z किसी के लिए n ≥ 1.
• यदि आर और एस वलय हैं, तो समावेशन $R\to R\times S$ प्रत्येक r को (r,0) पर भेजना एक rng समरूपता है, लेकिन रिंग समरूपता नहीं है (यदि S शून्य रिंग नहीं है), क्योंकि यह R की गुणक पहचान 1 को गुणक पहचान (1,1) से मैप नहीं करता है। $R\times S$.

अंगूठियों की श्रेणी

Main article: Category of rings

एंडोमोर्फिज्म, आइसोमोर्फिज्म, और ऑटोमोर्फिज्म

• रिंग एंडोमोर्फिज्म एक रिंग से स्वयं तक एक रिंग होमोमोर्फिज्म है।
• एक वलय समरूपता एक वलय समरूपता है जिसमें दो-तरफा व्युत्क्रम होता है जो एक वलय समरूपता भी है। कोई यह सिद्ध कर सकता है कि एक वलय समरूपता एक समरूपता है यदि और केवल यदि यह अंतर्निहित सेटों पर एक फ़ंक्शन के रूप में विशेषण है। यदि दो वलय आर और एस के बीच एक वलय समरूपता मौजूद है, तो आर और एस को समरूपी कहा जाता है। समरूपी वलय केवल तत्वों के पुनः लेबलिंग द्वारा भिन्न होते हैं। उदाहरण: समरूपता तक, क्रम 4 के चार वलय होते हैं। (इसका मतलब है कि क्रम 4 के चार जोड़ीदार गैर-समरूपी वलय होते हैं, जैसे कि क्रम 4 का हर दूसरा वलय उनमें से एक के लिए समरूपी होता है।) दूसरी ओर, समरूपता तक ग्यारह होते हैं rngs क्रम 4 का.
• एक रिंग ऑटोमोर्फिज्म एक रिंग से स्वयं तक एक रिंग आइसोमोर्फिज्म है।

एकरूपता और एपिमोर्फिज्म

इंजेक्टिव रिंग होमोमोर्फिज्म रिंगों की श्रेणी में मोनोमोर्फिज्म के समान हैं: यदि f : R → S एक मोनोमोर्फिज्म है जो इंजेक्शन नहीं है, तो यह कुछ आर भेजता है₁ और आर₂ एस के एक ही तत्व के लिए दो मानचित्रों पर विचार करें जी₁ और जी₂ Z[x] से R तक वह मानचित्र x से r₁ और आर₂, क्रमश; f ∘ g₁ और f ∘ g₂ समान हैं, लेकिन चूँकि f एक एकरूपता है इसलिए यह असंभव है।

हालाँकि, विशेषण वलय समरूपता वलय की श्रेणी में एपिमोर्फिज्म से काफी भिन्न हैं। उदाहरण के लिए, समावेशन Z ⊆ Q एक मजबूत प्रतीकवाद है, लेकिन एक अनुमान नहीं है। हालाँकि, वे बिल्कुल मजबूत एपिमोर्फिज्म के समान हैं।

यह भी देखें

• अंगूठियों का परिवर्तन

संदर्भ

• Artin, Michael (1991). Algebra. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice Hall.
• Atiyah, Michael F.; Macdonald, Ian G. (1969), Introduction to commutative algebra, Addison-Wesley Publishing Co., Reading, Mass.-London-Don Mills, Ont., MR 0242802
• Bourbaki, N. (1998). Algebra I, Chapters 1–3. Springer.
• Eisenbud, David (1995). Commutative algebra with a view toward algebraic geometry. Graduate Texts in Mathematics. Vol. 150. New York: Springer-Verlag. xvi+785. ISBN 0-387-94268-8. MR 1322960.
• Hazewinkel, Michiel (2004). Algebras, rings and modules. Springer-Verlag. ISBN 1-4020-2690-0.
• Jacobson, Nathan (1985). Basic algebra I (2nd ed.). ISBN 9780486471891.
• Lang, Serge (2002), Algebra, Graduate Texts in Mathematics, vol. 211 (Revised third ed.), New York: Springer-Verlag, ISBN 978-0-387-95385-4, MR 1878556