حاصل ضرب الموترات للوحدات
في الرياضيات ، يُعدّ حاصل الضرب الموتري للوحدات بناءً يسمح بإجراء عمليات حسابية حول التطبيقات الثنائية الخطية (مثل الضرب) بدلالة التطبيقات الخطية . يُشابه بناء الوحدات بناء حاصل الضرب الموتري للفضاءات المتجهة ، ولكنه يُمكن تطبيقه على زوج من الوحدات فوق حلقة تبديلية ، مما ينتج عنه وحدة ثالثة، وكذلك على زوج من وحدة يمنى ووحدة يسرى فوق أي حلقة ، مما ينتج عنه زمرة أبيلية . تُعدّ حاصلات الضرب الموتري مهمة في مجالات الجبر المجرد ، والجبر التماثلي ، والطوبولوجيا الجبرية ، والهندسة الجبرية ، وجبر المؤثرات، والهندسة غير التبديلية . تمتد الخاصية العامة لحاصل الضرب الموتري للفضاءات المتجهة إلى حالات أكثر عمومية في الجبر المجرد. يُمكن استخدام حاصل الضرب الموتري لجبر ووحدة لتمديد الكميات القياسية . بالنسبة للحلقة التبادلية، يمكن تكرار حاصل الضرب الموتري للوحدات لتشكيل الجبر الموتري للوحدة، مما يسمح بتعريف الضرب في الوحدة بطريقة عالمية.
منتج متوازن
بالنسبة لحلقة R ، ووحدة نمطية يمنى R - M ، ووحدة نمطية يسارية R - N ، ومجموعة أبيلية G ، يُقال إن التطبيق φ : M × N → G متوازن R ، أو خطي وسطي R ، أو حاصل ضرب متوازن R إذا تحققت الشروط التالية لكل m و m ′ في M ، و n و n ′ في N ، و r في R : [ 1 ] : 126
يتم الإشارة إلى مجموعة جميع المنتجات المتوازنة هذه على R من M × N إلى G بواسطة L R ( M , N ; G ) .
إذا كان φ و ψ حاصلي ضرب متوازنين، فإن كلًا من العمليتين φ + ψ و − φ المعرفتين نقطيًا هما حاصل ضرب متوازن. وهذا يحوّل المجموعة L R ( M , N ; G ) إلى زمرة تبديلية.
بالنسبة لـ M و N ثابتتين، فإن التطبيق G ↦ LR ( M , N ; G ) هو دالة من فئة الزمر الأبيلية إلى نفسها . يُعطى جزء التشكل عن طريق تطبيق تماثل الزمر g : G → G ′ على الدالة φ ↦ g ∘ φ ، التي تنتقل من LR ( M , N ; G ) إلى LR ( M , N ; G ′ ) .
- ملاحظات
- الخاصيتان (Dl) و (Dr) تعبران عن خاصية الجمع الثنائي لـ φ ، والتي يمكن اعتبارها خاصية التوزيع لـ φ على الجمع.
- الخاصية (أ) تشبه بعض الخصائص الترابطية لـ φ .
- كل حلقة R هي وحدة ثنائية R. لذا فإن ضرب الحلقة ( r , r ′) ↦ r ⋅ r ′ في R هو حاصل ضرب متوازن R R × R → R.
تعريف
بالنسبة لحلقة R ، ووحدة نمطية يمينية R ، ووحدة نمطية يسارية R ، N ، فإن حاصل الضرب الموتري على R هي مجموعة أبيلية مع ناتج متوازن (كما هو محدد أعلاه) وهو أمر عالمي بالمعنى التالي: [ 2 ]

- لكل مجموعة أبيلية G ولكل منتج متوازنيوجد تماثل مجموعة فريدبحيث
كما هو الحال مع جميع الخصائص العامة ، تُعرّف الخاصية المذكورة أعلاه جداء الموتر تعريفًا فريدًا حتى تماثل وحيد: أي زمرة أبيلية أخرى وجداء متوازن لهما نفس الخصائص سيكونان متماثلين مع M ⊗ R N و ⊗. في الواقع، يُطلق على التطبيق ⊗ اسم التطبيق القانوني ، أو بتعبير أدق: التطبيق القانوني (أو الجداء المتوازن) لجداء الموتر. [ 3 ]
لا يثبت التعريف وجود M ⊗ R N ؛ انظر أدناه للحصول على طريقة البناء.
يمكن تعريف حاصل الضرب الموتري أيضًا على أنه كائن تمثيلي للدالة G → L R ( M , N ; G ) ؛ وهذا يعني صراحةً وجود تماثل طبيعي :
هذه طريقة موجزة لبيان خاصية التعيين الشاملة المذكورة أعلاه. (إذا تم إعطاء هذا التماثل الطبيعي مسبقًا، فإنيمكن استعادة ذلك عن طريق تناولثم رسم خريطة الهوية.
وبالمثل، بالنظر إلى التحديد الطبيعي[ 4 ] يمكنأيضًاتعريف M ⊗ R N بالصيغة
يُعرف هذا باسم اقتران الموتر-التماثل ؛ انظر أيضًا § الخصائص .
لكل x في M و y في N ، نكتب
بالنسبة لصورة ( س ، ص ) تحت الخريطة الأساسيةيُطلق عليه غالبًا اسم الموتر النقي . من الناحية الدقيقة، يكون الترميز الصحيح هو x ⊗ R y، ولكن من المتعارف عليه حذف R هنا. ومن ثم، مباشرةً من التعريف، توجد العلاقات التالية:
| س ⊗ ( ص + ص ′) = س ⊗ ص + س ⊗ ص ′ | (Dl ⊗ ) |
| ( س + س ′) ⊗ ص = س ⊗ ص + س ′ ⊗ ص | (دكتور ⊗ ) |
| ( x ⋅ r ) ⊗ y = x ⊗ ( r ⋅ y ) | (أ ⊗ ) |
تترتب على الخاصية العامة للضرب الموتري النتيجة المهمة التالية:
اقتراح — كل عنصر منيمكن كتابتها، بشكل غير فريد، على النحو التالي: بمعنى آخر، صورةيُنشئعلاوة على ذلك، إذا كانت f دالة معرفة على عناصرإذا كانت قيم f تنتمي إلى زمرة أبيلية G ، فإن f تمتد بشكل فريد إلى تشاكل معرف على كامل الزمرة.إذا وفقط إذايكون-ثنائي الخطية في x و y .
البرهان: بالنسبة للعبارة الأولى، ليكن L الزمرة الجزئية منيتم توليدها بواسطة عناصر من النموذج المعني،و q هي دالة القسمة إلى Q. لدينا:وكذلكوبالتالي ، بحسب جزء التفرد من الخاصية الشاملة، فإن q = 0. أما العبارة الثانية فتقول إنه لتعريف تشاكل وحدة نمطية ، يكفي تعريفه على المجموعة المولدة للوحدة النمطية.
تطبيق الخاصية العامة لمنتجات الموترات
تحديد ما إذا كان حاصل الضرب الموتري للوحدات يساوي صفرًا
من الناحية العملية، يكون من الصعب أحيانًا إثبات أن حاصل الضرب الموتري لوحدات Rإذا كانت القيمة غير صفرية، فيجب إثبات أنها تساوي صفرًا. توفر الخاصية العامة طريقة ملائمة للتحقق من ذلك.
للتحقق من أن حاصل الضرب الموتريإذا كانت القيمة غير صفرية، فيمكن إنشاء خريطة ثنائية الخطية من النوع Rإلى مجموعة أبيليةبحيثهذا ينجح لأنه إذاثم .
على سبيل المثال، لرؤية ذلك، إذا كانت غير صفرية، خذيكونووهذا يعني أن الموترات النقيةطالماغير صفري في .
للوحدات المكافئة
تنصّ هذه الفرضية على أنه يمكن التعامل مع العناصر الصريحة لحاصل الضرب الموتري بدلاً من استدعاء الخاصية العامة مباشرةً في كل مرة. وهذا مفيد جدًا من الناحية العملية. على سبيل المثال، إذا كانت R تبديلية، واعتُبرت العمليات اليسرى واليمنى التي تُجريها R على الوحدات متكافئة، فإنيمكن تزويدها بشكل طبيعي بعملية الضرب القياسي R عن طريق التمديد إلى الكلبناءً على الافتراض السابق (بالمعنى الدقيق للكلمة، المطلوب هو بنية ثنائية الوحدات وليس خاصية التبديل؛ انظر الفقرة أدناه). مزودًا ببنية الوحدات R هذه،يحقق خاصية عالمية مشابهة لما سبق: لأي وحدة نمطية R - G ، يوجد تماثل طبيعي:
إذا لم تكن R بالضرورة تبديلية، ولكن إذا كان M له تأثير يساري بواسطة حلقة S (على سبيل المثال، R )، فإنيمكن إعطاء بنية الوحدة النمطية S اليسرى ، كما هو موضح أعلاه، بواسطة الصيغة
وبالمثل، إذا كان لدى N فعل يميني بواسطة حلقة S ، فإنيصبح وحدة نمطية يمينية من النوع S.
حاصل الضرب الموتري للخرائط الخطية وتغيير الحلقة الأساسية
بالنظر إلى الخرائط الخطيةوحدات يمين على حلقة R وبالنسبة للوحدات اليسرى، يوجد تماثل مجموعة فريد
يترتب على هذا البناء نتيجة مفادها أن عملية الضرب الموتري هي دالة: كل وحدة نمطية يمينية R - M تحدد الدالة من فئة الوحدات اليسارية إلى فئة المجموعات الأبيلية التي ترسل N إلى M ⊗ N وتشاكل الوحدة f إلى تشاكل المجموعة 1 ⊗ f .
لوهو تماثل حلقي، وإذا كان M وحدة نمطية يمنى S و N وحدة نمطية يسارية S ، فإنه يوجد تماثل شامل قانوني : ناتج عن [ 5 ]
تكون الخريطة الناتجة شاملة لأن الموترات النقية x ⊗ y تولد الوحدة بأكملها. على وجه الخصوص، باعتبار Rهذا يوضح أن كل حاصل ضرب موتر للوحدات هو ناتج قسمة حاصل ضرب موتر للمجموعات الأبيلية.
عدة وحدات
(هذا القسم بحاجة إلى تحديث. في الوقت الحالي، انظر § الخصائص للاطلاع على مناقشة أكثر عمومية.)
من الممكن توسيع التعريف ليشمل حاصل الضرب الموتري لأي عدد من الوحدات النمطية على نفس الحلقة التبديلية. على سبيل المثال، الخاصية العامة لـ
هل كل خريطة ثلاثية الخطوط على
يتوافق مع خريطة خطية فريدة
إنّ حاصل الضرب الموتري الثنائي ترابطي: ( M1 ⊗ M2 ) ⊗ M3 متماثل طبيعيًا مع M1 ⊗ ( M2 ⊗ M3 ). وحاصل الضرب الموتري لثلاثة وحدات ، المعرّف بالخاصية العامة للخرائط ثلاثية الخطية ، متماثل مع كلا حاصلي الضرب الموتري المتكررين هذين.
ملكيات
الوحدات النمطية فوق الحلقات العامة
لتكن R 1 و R 2 و R 3 و R حلقات، وليست بالضرورة تبديلية.
- بالنسبة لوحدة ثنائية R 1 - R 2 - M 12 ووحدة R 2 اليسرى M 20 ،هو وحدة R 1 يسارية .
- بالنسبة لوحدة R2 اليمنى M02 ووحدة R2 - R3 الثنائية M23 ،هو وحدة نمطية R 3 يمنى .
- (الترابط) بالنسبة لوحدة R 1 اليمنى M 01 ، ووحدة R 1 - R 2 الثنائية M 12 ، ووحدة R 2 اليسرى M 20 لدينا: [ 6 ]
- بما أن R عبارة عن وحدة ثنائية R - R ، فإننا نمتلكباستخدام الضرب الحلقيباعتباره منتجها المتوازن النموذجي.
الوحدات النمطية فوق الحلقات التبادلية
ليكن R حلقة تبديلية، و M و N و P وحدات R. عندئذٍ (في ما يلي، تشير علامة "=" إلى التشاكلات القانونية ؛ وهذا الموقف جائز لأن حاصل الضرب الموتري مُعرَّف فقط حتى التشاكلات الفريدة).
- هوية
- الترابط
- التناظر
- في الواقع، لأي تبديل σ للمجموعة {1، ...، n }، يوجد تماثل فريد:
- تشير الخصائص الثلاث الأولى (بالإضافة إلى الهويات على التشكلات) إلى أن فئة R -modules، مع R -commutative، تشكل فئة أحادية متناظرة .
- التوزيع على المجاميع المباشرة
- في الحقيقة،بالنسبة لمجموعة فهارس I ذات عدد عناصر عشوائي . بما أن المنتجات المنتهية تتطابق مع المجاميع المباشرة المنتهية، فإن هذا يستلزم ما يلي:
- التوزيع على المنتجات المحدودة
- لأي عدد محدود،
- امتداد القاعدة
- إذا كانت S جبرًا على R ، فإن كتابة،[ 7 ] انظر§ امتداد الكميات القياسية. والنتيجة المترتبة على ذلك هي:
- التوزيع عبر التوطين
- لأي مجموعة جزئية مغلقة ضربيًا S من R ،كـ-وحدة، منذهو جبر R و.
- خاصية التبديل مع الحدود المباشرة
- لأي نظام مباشر من وحدات R -modules M i ،
- ملحق
- والنتيجة المترتبة على ذلك هي:
- الدقة الصحيحة
- لوإذا كانت متتالية دقيقة من وحدات R ، فإنهي متتالية دقيقة من وحدات R ، حيث
- علاقة الموتر-التجانس
- توجد خريطة خطية نموذجية من النوع R :وهو تماثل إذا كان M أو P وحدة إسقاطية مولدة بشكل نهائي ( انظر § كخرائط تحافظ على الخطية للحالة غير التبادلية)؛ [ 8 ] بشكل عام، توجد خريطة خطية R قانونية :وهو تماثل إذا كان أيأوهو زوج من الوحدات الإسقاطية المولدة بشكل نهائي.
لإعطاء مثال عملي، لنفترض أن M و N وحدات حرة ذات قواعدوإذن، M هو المجموع المباشر وينطبق الأمر نفسه على N. وبحسب خاصية التوزيع، يكون لدينا: أي،هي الأساس R لـ. حتى لو لم يكن M مجانيًا، يمكن استخدام عرض مجاني لـ M لحساب حاصل ضرب الموترات.
بشكل عام، لا يتبادل حاصل الضرب الموتري مع النهاية العكسية : من ناحية، (انظر "الأمثلة"). من ناحية أخرى، أينهما حلقة الأعداد الصحيحة p-adic وحقل الأعداد p-adic . انظر أيضًا " العدد الصحيح المنتهي " للحصول على مثال مشابه.
إذا لم تكن R تبديلية، فقد يكون لترتيب جداءات الموترات أهمية على النحو التالي: "نستخدم" الفعل الأيمن لـ M والفعل الأيسر لـ N لتكوين جداء الموترات .; على وجه الخصوص،لن يكون مُعرَّفًا أصلًا. إذا كانت M و N وحدات ثنائية، فإنيكون الفعل الأيسر ناتجًا عن الفعل الأيسر لـ M ، والفعل الأيمن ناتجًا عن الفعل الأيمن لـ N ؛ ولا يشترط أن يكون هذان الفعلان متطابقين مع الفعلين الأيسر والأيمن لـ .
تنطبق خاصية التجميع بشكل أعم على الحلقات غير التبادلية: إذا كانت M وحدة نمطية يمنى على R ، وN وحدة نمطية على ( R , S )، و P وحدة نمطية يسارية على S ، فإن كمجموعة أبيلية.
ينص الشكل العام للعلاقة المرافقة لمنتجات الموترات على ما يلي: إذا لم يكن R بالضرورة تبديليًا، فإن M هو R- وحدة نمطية يمنى ، و N هو ( R ، S )-وحدة نمطية، وP هو S- وحدة نمطية يمنى، فإن المجموعة الأبيلية [ 9 ] أينيتم تحديده بواسطة .
حاصل الضرب الموتري لوحدة R مع حقل الكسر
ليكن R مجالًا تكامليًا مع حقل كسري K.
- لأي وحدة نمطية R - M ،كوحدات R ، حيثهي الوحدة الفرعية للالتواء من M.
- إذا كانت M وحدة R للالتواء ،وإذا لم يكن M وحدة التواء ، فإن .
- إذا كانت N وحدة فرعية من M بحيثإذن، هو وحدة التواء.كوحدات R بواسطة .
- في،إذا وفقط إذاأو. على وجه الخصوص،أين .
- أينهو توطين الوحدةفي المثال الأمثل(أي، التموضع بالنسبة للعناصر غير الصفرية).
امتداد الكميات القياسية
للعلاقة المرافقة في شكلها العام حالة خاصة مهمة: لأي جبر R، S ، M وحدة نمطية يمنى على R ، P وحدة نمطية يمنى على S ، باستخدام لدينا التماثل الطبيعي :
هذا يعني أن الدالةهو المرافق الأيسر للدالة النسيانية، مما يقيد الفعل S إلى فعل R. ولهذا السبب،يُطلق عليه غالبًا اسم امتداد الكميات القياسية من R إلى S. في نظرية التمثيل ، عندما تكون R و S عبارة عن جبر زمر، تصبح العلاقة المذكورة أعلاه تبادلية فروبينيوس .
أمثلة
- ، لأيجبر R S (أي أن الوحدة النمطية الحرة تظل حرة بعد تمديد الكميات القياسية).
- لحلقة تبديليةوجبرًا تبديليًا على R ، لدينا :في الواقع، وبشكل أعم، أينإنه مثالي.
- باستخدام، من المثال السابق ونظرية الباقي الصينية ، لدينا كحلقاتهذا يعطي مثالاً على متى يكون حاصل الضرب الموتري حاصل ضرب مباشر .
- .
أمثلة
قد يكون هيكل حاصل الضرب الموتري لوحدات نمطية عادية تمامًا غير قابل للتنبؤ.
ليكن G زمرة تبديلية يكون لكل عنصر فيها رتبة منتهية (أي أن G زمرة تبديلية ملتوية ؛ على سبيل المثال، يمكن أن تكون G زمرة تبديلية منتهية أوثم : [ 10 ]
في الواقع، أيوهو على شكل
لوهو ترتيب ثم نحسب:
وبالمثل، يرى المرء
فيما يلي بعض المتطابقات المفيدة للحساب: ليكن R حلقة تبديلية، و I و J مثاليين، و M و N وحدات R. عندئذٍ
- إذا كانت M مسطحة ،[ الإثبات 1 ]
- (لأن عملية الضرب الموتري تتبادل مع امتدادات الأساس)
- [ الإثبات الثاني ]
مثال: إذا كانت G زمرة تبديلية ،; وهذا يتبع من 1.
مثال :وهذا يتبع من 3. على وجه الخصوص، بالنسبة للأعداد الأولية المختلفة p و q ،
يمكن استخدام الضرب الموتري للتحكم في ترتيب عناصر الزمر. لتكن G زمرة تبديلية. عندئذٍ، تكون مضاعفات العدد 2 في صفر.
مثال: ليكنلتكن زمرة الجذور النونية للوحدة. إنها زمرة دورية ، والزمر الدورية تُصنف حسب رتبها. وبالتالي، بشكل غير قانوني،وبالتالي، عندما يكون g هو القاسم المشترك الأكبر لـ n و m ،
مثال: ضع في اعتباركمنذيتم الحصول عليها منعن طريق فرض- الخطية في المنتصف، لدينا الشمولية يتم توليد نواتها بواسطة عناصر من الشكل حيث r و s و x و u أعداد صحيحة و s عدد غير صفري. بما أن تختفي النواة فعلياً؛ ومن ثم ، .
لكن ضع في اعتباركو. كمافضاء المتجهات،له بُعد 4، لكنله بُعد 2.
هكذا،وليست متماثلة.
مثال: نقترح المقارنةو. كما في المثال السابق، لدينا:كمجموعة أبيلية، وبالتالي كـفضاء متجهي (أي- خريطة خطية بينفضاءات المتجهات هي(خطي). كمافضاء المتجهات،له بُعد (عدد عناصر الأساس) متصل . ومن ثم،لديه- أساس مُفهرس بواسطة حاصل ضرب متصلات؛ وبالتاليالبعد - هو متصل. لذا، ولأسباب تتعلق بالبعد، يوجد تماثل غير قياسي لـفضاءات المتجهات:
ضع في اعتبارك الوحداتلكثيرات الحدود غير القابلة للاختزال بحيثثم ،
ثمة مجموعة أخرى مفيدة من الأمثلة تأتي من تغيير الكميات القياسية. لاحظ أن
من الأمثلة الجيدة على هذه الظاهرة التي يمكن النظر إليها ما يلي : .
بناء
يتطلب بناء M ⊗ N قسمة زمرة أبيلية حرة ذات أساس على الرموز m ∗ n ، المستخدمة هنا للدلالة على الزوج المرتب ( m , n ) ، حيث m في M و n في N، بواسطة الزمرة الجزئية المولدة من جميع العناصر من الشكل
- − m ∗ ( n + n ′) + m ∗ n + m ∗ n ′
- −( m + m ′) ∗ n + m ∗ n + m ′ ∗ n
- ( م · ر ) ∗ ن − م ∗ ( ر · ن )
حيث m و m ′ في M ، و n و n ′ في N ، و r في R. دالة القسمة التي تأخذ m ∗ n = ( m , n ) إلى المجموعة المشاركة التي تحتوي على m ∗ n ؛ أي، متوازنة، وقد تم اختيار المجموعة الفرعية بأقل قدر ممكن لضمان توازن هذه الخريطة. وتنتج الخاصية الشاملة لـ ⊗ من الخصائص الشاملة لمجموعة أبيلية حرة وقسمة.
إذا كانت S حلقة جزئية من حلقة R ، فإنهي مجموعة القسمة لـبواسطة المجموعة الفرعية التي تم إنشاؤها بواسطة، أينهي صورةتحت . على وجه الخصوص، يمكن إنشاء أي حاصل ضرب موتر لوحدات R ، إذا رغب في ذلك، كحاصل قسمة حاصل ضرب موتر للمجموعات الأبيلية عن طريق فرضخاصية حاصل الضرب المتوازن R.
من منظور نظرية الفئات، لنفترض أن σ هو الفعل الأيمن المعطى للمجموعة R على المجموعة M ؛ أي σ( m , r ) = m · r، وأن τ هو الفعل الأيسر للمجموعة R على المجموعة N. عندئذٍ، إذا كان حاصل الضرب الموتري للمجموعات الأبيلية مُعرَّفًا مسبقًا، فيمكن تعريف حاصل الضرب الموتري للمجموعة M والمجموعة N على المجموعة R على أنه المُساوي المشترك . أينيشير الرمز بدون رمز سفلي إلى حاصل الضرب الموتري للمجموعات الأبيلية.
في بناء حاصل الضرب الموتري على حلقة تبديلية R ، يمكن بناء بنية R -module من البداية بتكوين خارج قسمة R -module حر على الوحدة الفرعية المولدة من العناصر المذكورة أعلاه للبناء العام، معززة بالعناصر r ⋅ ( m ∗ n ) − m ∗ ( r ⋅ n ) . بدلاً من ذلك، يمكن إعطاء البناء العام بنية Z( R ) -module بتعريف الفعل القياسي r ⋅ ( m ⊗ n ) = m ⊗ ( r ⋅ n ) عندما يكون هذا مُعرَّفًا جيدًا، وهو تحديدًا عندما r ∈ Z( R ) ، مركز R.
نادرًا ما يكون الضرب المباشر لـ M و N متماثلًا مع الضرب الموتري لـ M و N. عندما لا تكون R تبديلية، فإن الضرب الموتري يتطلب أن يكون M و N وحدات نمطية على جانبين متقابلين، بينما يتطلب الضرب المباشر أن يكونا وحدات نمطية على نفس الجانب. في جميع الحالات، الدالة الوحيدة من M × N إلى G التي تكون خطية وثنائية الخطية هي الدالة الصفرية.
كخرائط خطية
في الحالة العامة، لا تمتد جميع خصائص حاصل الضرب الموتري للفضاءات المتجهة إلى الوحدات النمطية. ومع ذلك، تبقى بعض الخصائص المفيدة لحاصل الضرب الموتري، عند اعتباره تشاكلات نمطية .
وحدة مزدوجة
يُعرَّف النموذج الثنائي لنموذج R-يميني E بأنه Hom R ( E , R ) ذو بنية نموذج R- يساري معياري ، ويُرمز له بـ E * . [ 11 ] البنية المعيارية هي عمليات الجمع والضرب القياسي النقطية . بالتالي، فإن E * هي مجموعة جميع التطبيقات الخطية R- من E إلى R (وتُسمى أيضًا الأشكال الخطية )، مع العمليات يتم تعريف ثنائي وحدة R اليسرى بشكل مماثل، بنفس الترميز.
يوجد دائمًا تشاكل قانوني E → E ∗∗ من E إلى ثنائيته الثانية. وهو تشاكل إذا كانت E وحدة حرة ذات رتبة منتهية. وبشكل عام، تُسمى E وحدة انعكاسية إذا كان التشاكل القانوني تشاكلًا.
الاقتران الثنائي
نرمز إلى الاقتران الطبيعي بين ثنائيته E ∗ ووحدة نمطية يمينية E ، أو بين وحدة نمطية يسارية F وثنائيتها F ∗ بـ يكون الاقتران خطيًا من اليسار R في وسيطه الأيسر، وخطيًا من اليمين R في وسيطه الأيمن:
عنصر كخريطة (ثنائية) خطية
في الحالة العامة، يُنتج كل عنصر من عناصر حاصل الضرب الموتري للوحدات النمطية دالة خطية يسارية R ، ودالة خطية يمينية R ، ودالة ثنائية الخطية R. على عكس الحالة التبادلية، فإن حاصل الضرب الموتري في الحالة العامة ليس وحدة نمطية R ، وبالتالي لا يدعم الضرب القياسي.
- بالنظر إلى وحدة نمطية يمينية R - E ووحدة نمطية يمينية R - F ، يوجد تشاكل قانوني θ : F ⊗ R E ∗ → Hom R ( E , F ) بحيث يكون θ ( f ⊗ e ′) هو التطبيق e ↦ f ⋅ ⟨ e ′, e ⟩ . [ 12 ]
- بالنظر إلى وحدة نمطية يسارية R - E ووحدة نمطية يمينية R -F ، يوجد تشاكل قانوني θ : F ⊗ R E → Hom R ( E ∗ , F ) بحيث يكون θ ( f ⊗ e ) هو التطبيق e ′ ↦ f ⋅ ⟨ e , e ′ ⟩ . [ 13 ]
ينطبق كلا الحالتين على الوحدات النمطية العامة، وتكون التشاكلات متماثلة إذا كانت الوحدات النمطية E و F وحدات إسقاطية مولدة نهائيًا (وخاصةً الوحدات النمطية الحرة ذات الرتب النهائية). وبالتالي، فإن عنصرًا من حاصل الضرب الموتري للوحدات النمطية على حلقة R يُسقط بشكل قانوني على خريطة خطية R ، مع العلم أنه كما هو الحال مع الفضاءات المتجهة، تُطبق قيود على الوحدات النمطية لكي يكون هذا مكافئًا للفضاء الكامل لهذه الخرائط الخطية.
- بفرض وجود وحدة نمطية يمنى E ووحدة نمطية يسرى F ، يوجد تشاكل قانوني θ : F ∗ ⊗ RE ∗ → LR ( F × E , R ) بحيث يكون θ ( f ′ ⊗ e ′) هو التطبيق ( f , e ) ↦ ⟨ f , f ′⟩ ⋅ ⟨ e ′, e ⟩ . بالتالي ، يمكن اعتبار العنصر ξ من حاصل الضرب الموتري F ∗ ⊗ RE ∗ للوحدات النمطية R بمثابة مُنشئ لتطبيق ثنائي الخطية R F × E → R.
يتعقب
ليكن R حلقة تبديلية و E وحدة نمطية على R. عندئذٍ يوجد تطبيق خطي معياري على R : تم تحفيزها من خلال الخطية بواسطة ; إنها الخريطة الخطية الفريدة R التي تتوافق مع الاقتران الطبيعي.
إذا كانت E وحدة نمطية إسقاطية منتهية التوليد على R ، فإنه يمكن تحديدمن خلال التشاكل القانوني المذكور أعلاه، ثم تكون الخريطة أعلاه هي خريطة التتبع : :\operatorname {End} _{R}(E)\to R.}
عندما يكون R حقلاً، فهذا هو الأثر المعتاد للتحويل الخطي.
مثال من الهندسة التفاضلية: حقل الموتر
أبرز مثال على الضرب الموتري للوحدات في الهندسة التفاضلية هو الضرب الموتري لفضاءات الحقول المتجهة والأشكال التفاضلية. بتعبير أدق، إذا كانت R هي الحلقة (التبديلية) للدوال الملساء على مشعب أملس M ، فإنه يتم وضع حيث Γ تعني فضاء المقاطع والرمز العلوييعني ذلك ضرب عنصر من عناصر R في موتر p مرة . وبحسب التعريف، فإن عنصرًا منهو حقل موتر من النوع ( p , q ).
كوحدات R ،هو الوحدة المزدوجة لـ[ 14 ]
لتبسيط الترميز، ضعوهكذا[ 15 ] عندما يكون p و q ≥1، لكل ( k ، l ) حيث 1 ≤ k ≤ p ، 1 ≤ l ≤ q ، يوجد تطبيق متعدد الخطية R : أينوسائلوالعلامة (#) تعني حذف أحد الحدود. وبحسب الخاصية العامة، فإنها تُقابل تطبيقًا خطيًا فريدًا على R :
يُطلق عليه اسم انكماش الموترات في المؤشر ( k , l ). عند فكّ ما تنص عليه الخاصية العامة، نرى ما يلي:
ملاحظة : يُعدّ النقاش السابق معيارياً في كتب الهندسة التفاضلية (مثل كتاب هيلجاسون ). وبطريقة ما، يُعتبر البناء النظري للحزم (أي لغة حزم الوحدات ) أكثر طبيعية وأكثر شيوعاً؛ للاطلاع على ذلك، انظر القسم § الضرب الموتري لحزم الوحدات .
العلاقة بالوحدات المسطحة
على العموم، هو دالة ثنائية تقبل زوجًا من وحدات R اليمنى واليسرى كمدخلات، وتعينها إلى حاصل الضرب الموتري في فئة المجموعات الأبيلية .
بتثبيت وحدة R اليمنى M ، دالة ينشأ، وبشكل متناظر، يمكن تثبيت وحدة R اليسرى N لإنشاء دالة
على عكس الدالة الثنائية Homيكون الموتر المتغير متغايرًا في كلا المدخلين.
يمكن إثبات ذلكوتكون الدوال دائمًا دوالًا دقيقة من اليمين ، ولكن ليس بالضرورة من اليسار ( ، حيث تكون العملية الأولى هي الضرب في، دقيق، لكن ليس بعد أخذ الموتر معبحسب التعريف، فإن الوحدة النمطية T هي وحدة نمطية مسطحة إذاهو دالة دقيقة.
لووثم يتم توليد مجموعات لـ M و N على التوالي،ستكون مجموعة توليد لـلأن دالة الموترقد لا تكون المجموعة المولدة دقيقة تمامًا في بعض الأحيان، وقد لا تكون مجموعة مولدة دنيا، حتى لو كانت المجموعات المولدة الأصلية دنيا. إذا كانت M وحدة نمطية مسطحة ، فإن الدالةيكون دقيقًا بحكم تعريف الوحدة المسطحة. إذا أُخذت جداءات الموترات على حقل F ، فإننا نكون في حالة الفضاءات المتجهة كما سبق. بما أن جميع وحدات F مسطحة، فإن الدالة الثنائيةإذا كانت المجموعة دقيقة في كلا الموضعين، وكانت المجموعتان المولدتان المعطيتان أساسين، فإنيشكل بالفعل أساسًا لـ .
هيكل إضافي
إذا كانت S و T جبرًا تبديليًا على R ، فعندئذٍ، على غرار #للوحدات المتكافئة ، سيكون S ⊗ R T جبرًا تبديليًا على R أيضًا، مع تعريف دالة الضرب ( m1 ⊗ m2 )( n1 ⊗ n2 ) = ( m1 n1 ⊗ m2 n2 ) وامتدادها بالخطية . في هذا السياق ، يصبح حاصل الضرب الموتري حاصل ضرب مشترك ليفي في فئة الجبر التبديلي على R. ( لكنه ليس حاصل ضرب مشترك في فئة الجبر على R ) .
إذا كان كل من M و N عبارة عن وحدات نمطية R على حلقة تبديلية، فإن حاصل ضربهما الموتري يكون أيضًا وحدة نمطية R. إذا كانت R حلقة، فإن RM وحدة نمطية R يسارية ، والمبدل
إذا كان أي عنصرين r و s من R موجودين في مُفني M ، فيمكننا جعل M وحدة R يمنى عن طريق وضع
يتحلل تأثير R على M من خلال تأثير حلقة تبديلية خارج القسمة. في هذه الحالة، يكون حاصل الضرب الموتري لـ M مع نفسها على R هو أيضًا وحدة نمطية R. هذه تقنية شائعة جدًا في الجبر التبديلي.
تعميم
حاصل الضرب الموتري لمجمعات من الوحدات
إذا كان X و Y عبارة عن مركبات من وحدات R ( حيث R حلقة تبديلية)، فإن حاصل ضربهما الموتري هو المركب المعطى بواسطة مع إعطاء التفاضل بالصيغة التالية: لـ x في X i و y في Y j ، [ 16 ]
على سبيل المثال، إذا كانت C عبارة عن سلسلة معقدة من مجموعات أبيلية مسطحة، وإذا كانت G مجموعة أبيلية، فإن مجموعة التماثل لـهي مجموعة التماثل لـ C بمعاملات في G (انظر أيضًا: نظرية المعامل العالمي ).
حاصل الضرب الموتري لحزم من الوحدات
إن حاصل الضرب الموتري لحزم الوحدات هو الحزمة المرتبطة بالحزمة المسبقة لحاصل الضرب الموتري لوحدات المقاطع على المجموعات الفرعية المفتوحة.
في هذا الإعداد، على سبيل المثال، يمكن تعريف حقل موتر على مشعب أملس M على أنه مقطع (عالمي أو محلي) من حاصل ضرب الموتر (يسمى حزمة الموتر ). حيث O هي حزمة حلقات الدوال الملساء على M والحزمتُعتبر حزمًا حرة محلية على M. [ 17 ]
الحزمة الخارجية على M هي حزمة فرعية من حزمة الموترات تتكون من جميع الموترات المتغايرة المتناظرة. مقاطع الحزمة الخارجية هي أشكال تفاضلية على M.
تظهر إحدى الحالات المهمة التي يتم فيها تكوين حاصل ضرب موتر على حزمة من الحلقات غير التبادلية في نظرية الوحدات النمطية D ؛ أي حاصل ضرب موتر على حزمة من المؤثرات التفاضلية .
انظر أيضاً
ملحوظات
مراجع
- ↑ جاكوبسون، ناثان (2009)، الجبر الأساسي 2 (الطبعة الثانية )، منشورات دوفر
- ^ هازوينكل، وآخرون. (2004)، ص. 95 ، الاقتراح 4.5.1
- ↑ بورباكي ، الفصل الثاني، الفقرة 3.1
- ↑ أولاً، إذاثم يتم تقديم الهوية المزعومة بواسطةمع. على العموم،له بنية وحدة R اليمنى بواسطةوبالتالي ، بالنسبة لأيالخريطة الثنائية الخطية f و f ′ هي خريطة خطية R .
- ↑ بورباكي ، الفصل الثاني، الفقرة 3.2.
- ↑ بورباكي ، الفصل الثاني، الفقرة 3.8
- ↑ البرهان: (باستخدام خاصية التجميع في شكلها العام)
- ↑ بورباكي ، الفصل الثاني، الفقرة 4.4
- ^ بورباكي ، الفصل الثاني §4.1 الاقتراح 1
- ↑ مثال 3.6 من http://www.math.uconn.edu/~kconrad/blurbs/linmultialg/tensorprod.pdf
- ↑ بورباكي ، الفصل الثاني، الفقرة 2.3
- ^ بورباكي ، الفصل. II §4.2 مكافئ. (11)
- ^ بورباكي ، الفصل. II §4.2 مكافئ. (15)
- ^ هيلجاسون 1978 ، ليما 2.3'
- ↑ هذا في الواقع تعريف الأشكال التفاضلية الأحادية، وهي مقاطع عالمية من، في هيلجاسون، ولكنه يعادل التعريف المعتاد الذي لا يستخدم نظرية الوحدات.
- ↑ مايو 1999 ، الفصل 12، الفقرة 3
- ↑ انظر أيضًا موسوعة الرياضيات – حزمة الموترات
- بورباكي، الجبر
- هيلجاسون، سيجوردور (1978)، الهندسة التفاضلية، زمر لي والفضاءات المتناظرة ، دار النشر الأكاديمية، رقم ISBN 0-12-338460-5
- نورثكوت، دي جي (1984)، الجبر متعدد الخطوط ، مطبعة جامعة كامبريدج، رقم ISBN 613-0-04808-4.
- الأماكن القريبة : Gubareni, ناديجدا ميخائيلوفنا ; الأماكن القريبة : كيريشينكو، فلاديمير ف. (2004)، الجبر والحلقات والوحدات ، سبرينغر، ISBN 978-1-4020-2690-4.
- ماي، بيتر (1999). دورة موجزة في الطوبولوجيا الجبرية (ملف PDF) . مطبعة جامعة شيكاغو.
- نظرية الوحدات
- الجبر متعدد الخطوط
- الجبر المتماثل
- العمليات على الهياكل
