قاسم الصفر

في الجبر المجرد ، يُسمى العنصر a في الحلقة R قاسمًا صفريًا أيسر إذا وُجد عنصر x غير صفري في R بحيث يكون ax = 0 ، [ 1 ] أو بصورة مكافئة إذا لم يكن التطبيق من R إلى R الذي يُرسل x إلى ax أحاديًا . [ a ] وبالمثل، يُسمى العنصر a في الحلقة قاسمًا صفريًا أيمن إذا وُجد عنصر y غير صفري في R بحيث يكون ya = 0. هذه حالة جزئية من قابلية القسمة في الحلقات . يُسمى العنصر الذي يكون قاسمًا صفريًا أيسرًا أو أيمنًا ببساطة قاسمًا صفريًا . [ 2 ] يُسمى العنصر a الذي يكون قاسمًا صفريًا أيسرًا وأيمنًا في الوقت نفسه قاسمًا صفريًا ثنائي الجانب ( قد يختلف العنصر x غير الصفري الذي يحقق ax = 0 عن العنصر y غير الصفري الذي يحقق ya = 0 ). إذا كانت الحلقة تبديلية ، فإن القاسمين الصفريين الأيسر والأيمن يكونان متطابقين. 

يُطلق على عنصر الحلقة الذي لا يُعد قاسمًا للصفر من اليسار (أو ليس قاسمًا للصفر من اليمين) اسم عنصر منتظم من اليسار أو قابل للحذف من اليسار (أو عنصر منتظم من اليمين أو قابل للحذف من اليمين ). أما عنصر الحلقة القابل للحذف من اليسار واليمين، وبالتالي ليس قاسمًا للصفر، فيُطلق عليه اسم عنصر منتظم أو قابل للحذف ، [ 3 ] أو قاسم غير صفري . ( ملاحظة: في مصطلح "قاسم غير صفري"، يُفهم من البادئة "غير" أنها تُعدّل مصطلح "قاسم صفري" ككل وليس كلمة "صفر" فقط. في بعض النصوص، يُكتب مصطلح "قاسم صفري" على النحو التالي: "zerodivisor"، ومصطلح "قاسم غير صفري" على النحو التالي: "nonzerodivisor" [ 4 ] أو "non-zerodivisor" [ 5 ] للتوضيح). يُطلق على قاسم الصفر الذي ليس صفرًا اسم قاسم صفري غير صفري أو قاسم صفري غير تافه . تُسمى الحلقة غير الصفرية التي لا تحتوي على قواسم صفرية غير تافهة مجالًا .

أمثلة

(1122)(11-1-1)=(-21-21)(1122)=(0000)،{\displaystyle {\begin{pmatrix}1&1\\2&2\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}1&1\\-1&-1\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}-2&1\\-2&1\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}1&1\\2&2\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}0&0\\0&0\end{pmatrix}},}(1000)(0001)=(0001)(1000)=(0000).{\displaystyle {\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}0&0\\0&1\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}0&0\\0&1\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}1&0\\0&0\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}0&0\\0&0\end{pmatrix}}.}

  • يحتوي حاصل الضرب المباشر لحلقتين أو أكثر من الحلقات غير الصفرية دائمًا على قواسم صفرية غير صفرية. على سبيل المثال، فيR1×R2{\displaystyle R_{1}\times R_{2}}مع كلRأنا{\displaystyle R_{i}}غير صفري،(1،0)(0،1)=(0،0){\displaystyle (1,0)(0,1)=(0,0)}، لذا(1،0){\displaystyle (1,0)}هو قاسم للصفر.
  • يتركك{\displaystyle K}كن حقلاً وجي{\displaystyle G}لنفترض أن لدينا مجموعة .جي{\displaystyle G}يحتوي على عنصرز{\displaystyle g}من رتبة محدودةن>1{\displaystyle n>1}ثم في حلقة المجموعةك[جي]{\displaystyle K[G]}يمتلك المرء(1-ز)(1+ز++زن-1)=1-زن=0{\displaystyle (1-g)(1+g+\cdots +g^{n-1})=1-g^{n}=0}، حيث لا يساوي أي من العاملين صفرًا، لذلك1-ز{\displaystyle 1-g}هو قاسم صفري غير صفري فيك[جي]{\displaystyle K[G]}.

قاسم الصفر من جانب واحد

  • لنفترض حلقة المصفوفات (الرسمية)(xy0z){\displaystyle {\begin{pmatrix}x&y\\0&z\end{pmatrix}}}معx،zZ{\displaystyle x,z\in \mathbb {Z} }وyZ/2Z{\displaystyle y\in \mathbb {Z} /2\mathbb {Z} }. ثم(xy0z)(أب0ج)=(xأxب+yج0zج){\displaystyle {\begin{pmatrix}x&y\\0&z\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}a&b\\0&c\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}xa&xb+yc\\0&zc\end{pmatrix}}}و(أب0ج)(xy0z)=(xأyأ+zب0zج){\displaystyle {\begin{pmatrix}a&b\\0&c\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}x&y\\0&z\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}xa&ya+zb\\0&zc\end{pmatrix}}}. لوx0z{\displaystyle x\neq 0\neq z}، ثم(xy0z){\displaystyle {\begin{pmatrix}x&y\\0&z\end{pmatrix}}}يكون قاسمًا صفريًا من اليسار إذا وفقط إذاx{\displaystyle x}بل هو متساوٍ ، لأن(xy0z)(0100)=(0x00){\displaystyle {\begin{pmatrix}x&y\\0&z\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}0&1\\0&0\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}0&x\\0&0\end{pmatrix}}}ويكون قاسمًا صفريًا يمينيًا إذا وفقط إذاz{\displaystyle z}وينطبق الأمر نفسه لأسباب مماثلة. إذا كان أي منx،z{\displaystyle x,z}يكون0{\displaystyle 0}إذن فهو قاسم صفري ذو وجهين.
  • إليك مثال آخر لحلقة تحتوي على عنصر يقسم الصفر من جانب واحد فقط. ليكنS{\displaystyle S}لتكن مجموعة جميع متواليات الأعداد الصحيحة(أ1،أ2،أ3،...){\displaystyle (a_{1},a_{2},a_{3},...)}. خذ جميع الخرائط الإضافية من أجل الحلقةS{\displaystyle S}لS{\displaystyle S}، مع الجمع والتركيب النقطيين كعمليات حلقية. (أي أن حلقتنا هيهـند(S){\displaystyle \mathrm {النهاية} (S)}، حلقة التشكل الداخلي للمجموعة الجمعيةS{\displaystyle S}.) ثلاثة أمثلة على عناصر هذه الحلقة هي الإزاحة إلى اليمينR(أ1،أ2،أ3،...)=(0،أ1،أ2،...){\displaystyle R(a_{1},a_{2},a_{3},...)=(0,a_{1},a_{2},...)}، التحول إلى اليسارل(أ1،أ2،أ3،...)=(أ2،أ3،أ4،...){\displaystyle L(a_{1},a_{2},a_{3},...)=(a_{2},a_{3},a_{4},...)}وخريطة الإسقاط على العامل الأولP(أ1،أ2،أ3،...)=(أ1،0،0،...){\displaystyle P(a_{1},a_{2},a_{3},...)=(a_{1},0,0,...)}جميع هذه الخرائط الجمعية الثلاث ليست صفرًا، والمركباتلP{\displaystyle LP}وPR{\displaystyle PR}كلاهما يساوي صفرًا،ل{\displaystyle L}هو قاسم صفري من اليسار وR{\displaystyle R}هو قاسم صفري أيمن في حلقة التطبيقات الجمعية منS{\displaystyle S}لS{\displaystyle S}. لكن،ل{\displaystyle L}ليس قاسمًا صفريًا يمينيًا وR{\displaystyle R}ليس قاسمًا للصفر من اليسار: المركبلR{\displaystyle LR}هي الهوية.Rل{\displaystyle RL}هو قاسم للصفر ذو جانبين لأنRلP=0=PRل{\displaystyle RLP=0=PRL}، بينمالR=1{\displaystyle LR=1}ليس في أي اتجاه.

أمثلة مضادة

ملكيات

  • في حلقة المصفوفات من الرتبة n × n على حقل ما، تتطابق قواسم الصفر اليسرى واليمنى؛ وهي تحديدًا المصفوفات الشاذة . وفي حلقة المصفوفات من الرتبة n × n على مجال تكاملي ، تكون قواسم الصفر هي تحديدًا المصفوفات ذات المحدد الصفري.
  • لا يمكن أن تكون قواسم الصفر اليسرى أو اليمنى وحدات أبدًا ، لأنه إذا كان a قابلاً للعكس و ax = 0 لبعض x غير الصفرية ، فإن 0 = a −1 0 = a −1 ax = x ، وهو تناقض.
  • يمكن حذف العنصر من الجانب الذي يكون فيه منتظمًا. أي، إذا كان العنصر a منتظمًا من اليسار، فإن ax = ay يستلزم أن x = y ، وبالمثل بالنسبة للعنصر المنتظم من اليمين.

الصفر كمقسوم على الصفر

لا حاجة إلى اتفاقية منفصلة للحالة a = 0 ، لأن التعريف ينطبق أيضاً في هذه الحالة:

  • إذا كانت R حلقة أخرى غير الحلقة الصفرية ، فإن 0 هو قاسم صفري (ذو جانبين)، لأن أي عنصر غير صفري x يحقق 0 x = 0 = x 0 .
  • إذا كانت R هي الحلقة الصفرية، حيث 0 = 1 ، فإن 0 ليس قاسمًا للصفر، لأنه لا يوجد عنصر غير صفري عند ضربه في 0 ينتج عنه 0 .

تتضمن بعض المراجع أو تستبعد الصفر كقاسم للصفر في جميع الحلقات وفقًا للاتفاقية، ولكنها تعاني بعد ذلك من الاضطرار إلى إدخال استثناءات في عبارات مثل ما يلي:

قاسم الصفر في وحدة

ليكن R حلقة تبديلية، وليكن M وحدة نمطية R ، وليكن a عنصرًا من R. يُقال إن a منتظم بالنسبة لـ M إذا كانت دالة "الضرب في a "مأم{\displaystyle M\,{\stackrel {a}{\to }}\,M}هي دالة أحادية، ويكون a قاسمًا للصفر على M فيما عدا ذلك. [ 6 ] مجموعة العناصر المنتظمة من الرتبة M هي مجموعة ضربية في R. [ 6 ]

إن تخصيص تعريفات " M -regular" و "zero divisor on M " للحالة M = R يعيد تعريفات "regular" و "zero divisor" الواردة سابقًا في هذه المقالة.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. بما أن التطبيق ليس أحاديًا، فإن لدينا ax = ay ، حيثيختلف x عن y ، وبالتالي a ( xy ) = 0 .

مراجع

  1. ن. بورباكي (1989)، الجبر 1، الفصول 1-3 ، سبرينغر-فيرلاغ، ص  98
  2. تشارلز لانسكي (2005)، مفاهيم في الجبر المجرد ، الجمعية الرياضية الأمريكية، ص 342 
  3. نيكولاس بورباكي (1998). الجبر 1. سبرينغر ساينس + بيزنس ميديا . ص 15. 
  4. "قواسم غير الصفر | مدونة مشروع ستاكس" . 10-05-2012 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20-07-2025 .
  5. ريد، مايلز (1995). الجبر التبادلي للمرحلة الجامعية . نصوص طلابية من جمعية لندن الرياضية. كامبريدج؛ نيويورك: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0-521-45255-7.
  6. 1 2 هيديوكي ماتسومورا (1980)، الجبر التبادلي، الطبعة الثانية ، شركة بنجامين/كومينغز للنشر، ص 12 

للمزيد من القراءة