jiaohuan daishu
交换代数
commutative algebra
以(含幺)交换环为主要研究对象的一门代数学科。它是以代数数论和代数几何为背景而产生与发展的,并为这两个古老的数学分支提供了新的统一的工具。
18世纪末到19世纪中期,C.F.高斯和E.E.库默尔等人在研究关于有理整数性质和方程的有理整数解的时候,把这些初等数论问题放在二次域、分圆域以及它们的代数整数环中考虑,经过J.W.R.戴德金和D.希尔伯特等人的抽象化和系统化,形成了研究代数数域和它的代数整数环的一个新学科即代数数论。比数论稍晚些时候,几何学也经历了代数化过程,从19世纪末开始,由于希尔伯特等人的工作,特别是20世纪20~30年代德国女数学家(A.)E.诺特关于理想准素分解的理论和W.克鲁尔建立的赋值论、局部环理论和维数理论,为古典几何提供了全新的代数工具。从此,交换代数也成为一门独立的学科。在20世纪50年代以后,交换代数得到很大发展,模论的研究、同调代数和各种上同调理论的建立,特别是法国数学家A.格罗腾迪克的概型理论,对于交换代数的发展起了巨大的推动作用。概型理论是算术几何化的过程的理论,它将数论和射影代数几何赋以新的高度统一的观点。利用概型理论,P.德利涅于70年代初证明了A.韦伊关于有限域上射影代数簇□ 函数的一个著名猜想。现在,交换代数的运用已深入到微分与代数拓扑、多复变函数论、奇点理论、甚至偏微分方程等学科。
根和根式理想 以下的环均指含幺交换环。环□中全部素理想构成的集合,称为□的(素)谱,记作Spec(□)。设□是环□□□的真理想,(即□≠□),则□□□中至少存在一个包含□的素理想,所有包含□的素理想的交称为□的根,记作□。事实上,□存在正整数□,使得□□□□□□}。显然,□。若□,则称□为根式理想。特别当□=(0)(零理想)时,□就是□中全部幂零元构成的理想,称为环□ 的根。设□是代数封闭域,在代数几何中,□□维仿射空间□□□中的代数簇和多项式环 □中的根式理想是反序(对于包含序)一一对应的, 并且□□中不可约代数簇和□□□的素理想也是反序一一对应的,这是代数几何的基点。
分式环和局部化 环□的子集□□□称为乘法集,是指①1□□□□;②□、□□□□□□□□□□□□,在集合□□×□□上定义关系~:(□,□)~(□□,□□)□存在□□□□□使得□(□□□- □□□)=0。~是等价关系。以□□□表示元素(□□,□)的等价类,□□□□表示全部等价类组成的集合。对于加法□和乘法□,□□□□是含幺交换环,称为□□对于乘法集□的分式环。映射□:□□→□□□□,□是环同态,其核为Ker□□□={□□□□□|存在□□□□□使得□□□=□0}。若□□□中非零元素均不是□□□的零因子,则□□为单射。从而□可看成□□□的子环。当□□□为整环而□=□-{0}时,□□□就是□ 的商域。设М为□模而□□□为□□□的乘法集,可以类似地定义М□对于□□□的分式模□□М,这是□□□□模。
最重要的分式环是取□=□-□,其中□为□□的素理想,这时□□□□记为□□,称为□□在□处的局部化。□□是局部环(即只有惟一极大理想的环)。类似地对□=□-□可定义□□模М在□处的局部化□□М,这是□□模,并记为М□。
□□□:М→□□М是从□□□模范畴到□□□□模范畴的正合函子,它有许多好的性质。它与模的许多运算都是可交换的,并且保持模和(当□□□□作用于环范畴时)环的许多性质,从而得到广泛的应用,其中重要应用之一是所谓局部-整体原则。关于环(或者模)的某个性质□□□称为局部性质,是 |