如何證明抽象代數中兩個元素生成的理想不能由乙個元素生成?

時間 2021-06-03 20:59:40

1樓:

給樓上 @zero 的回答做個補充:一般來講,確定某個理想生成元的最小個數是一件很困難的事。在多項式環的情形 ,我們記 為其生成元的最小個數,Murthy在2023年提出如下猜想:

這個猜想更強的形式在15年被Jean Fasel證明,16年被annals接收。具體地,在 為一特徵不為2的無限域時,我們有:

對於一般的諾特環,我們有: ,並且一般情況下該不等式不能再改進。

2樓:zero

首先問題是錯的,兩個元素生成的理想顯然存在可被乙個元素生成的情況,比如PID裡面隨便找兩個元素生成乙個理想。

其次,理想的最小生成元這個東西,包括任何和環的具體元素相關的問題,都沒有很一般的處理辦法。相反,一旦我們對這些元素有了掌控,就往往可以有很強的結果,這也是我在 中山(Nakayama)引理的重要性? - zero的回答 下表達的觀點。

比較特殊的情況下我們可以有好的結果,比如

環是區域性的,那麼根據中山引理,任何理想的生成元都可以由它和商域的張量積(作為商域商的線性空間)的一組基的拉回得到。這個時候假如對應的線性空間維數大於1,自然不可能由乙個元素生成

環是分次的,那麼可以利用次數(grading)來論證,典型例子比如 Hartshorne 經典習題Problem 1.11

環是諾特的,也可以通過證明它的高(height)是2,然後通過Krull Height Theorem 來證明不是主理想。

最後再給我之前的回答做個補充吧:「對於元素有控制」這件事情真的是極其強大的,典型的例子就是分次環:很多命題都可以在分次環上證明,原因往往是因為我們對元素有控制,從而可以利用注入Grobner Basis的東西做計算;而對於一般的環,為了能夠獲得「對於元素的控制「,我們搞出了非零除子(NonZeroDivisor)這樣的定義,並由此有了C-M環,Gorenstein環,完全相交環(Complete Intersection Ring)和正則環,卻仍然很難控制很多東西。

再簡單一點說,回憶一下PID環有多好的性質,沒有了ZeroDivisor的整環有多好的性質,而一般的環有多難用……

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