Τελική Εξέταση 10 Φεβρουαρίου 2017 ιάρκεια εξέτασης 2 ώρες και 30 λεπτά

Σχετικά έγγραφα
Αλγεβρικες οµες ΙΙ. ιδάσκουσα : Χ. Χαραλάµπους. Θέµατα προηγουµένων ετών

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

Κεφάλαιο 2. Παραγοντοποίηση σε Ακέραιες Περιοχές

Απλές επεκτάσεις και Αλγεβρικές Θήκες

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

Αλγεβρικές Δομές ΙΙ. 1 Ομάδα I. Ά σ κ η σ η 1.1 Έστω R ένας δακτύλιος. Δείξτε ότι το σύνολο

τη µέθοδο της µαθηµατικής επαγωγής για να αποδείξουµε τη Ϲητούµενη ισότητα.

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 10

1.3 Ιδεώδη και Περιοχές κυρίων Ιδεωδών 1.3. Ι Π Ι. Για το σύμβολο δεχόμαστε ότι n N {0}, < n καθώς και ότι:

Διδάσκων: Καθηγητής Μαρμαρίδης Νικόλαος - Θεοδόσιος

= s 2m 1 + s 1 m 2 s 1 s 2

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Επιλυση Ασκησεων - Φυλλαδιο 2

G 1 = G/H. I 3 = {f R : f(1) = 2f(2) ή f(1) = 3f(2)}. I 5 = {f R : f(1) = 0}.

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

Κεφάλαιο 0. Μεταθετικοί ακτύλιοι, Ιδεώδη

Πεπερασμένα σώματα και Κρυπτογραφία Σύμφωνα με τις παραδόσεις του Α. Κοντογεώργη. Τσουκνίδας Ι.

Θέµατα ( ικαιολογείστε πλήρως όλες τις απαντήσεις σας)

Στο κεφάλαιο αυτό εφαρµόζουµε τη Θεωρία Galois, όπως αυτή αναπτύχθηκε στα δύο προηγούµενα κεφάλαια, στην περίπτωση των πεπερασµένων σωµάτων.

Κεφάλαιο 5. Κυκλοτοµικά πολυώνυµα. 5.1 Ρίζες της µονάδας. char F = p και ο p δεν διαιρεί τον n.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηµιαπλοί ακτύλιοι

ΑΝΤΙΜΕΤΑΘΕΤΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ, 2013 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΧΑΡΑ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΥΣ ΤΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ, ΑΠΘ

a pn 1 = 1 a pn = a a pn a = 0,

Θέµατα ( ικαιολογείστε πλήρως όλες τις απαντήσεις σας)

1 Το ϑεώρηµα του Rademacher

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 9

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 9

ΑΝΤΙΜΕΤΑΘΕΤΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 7

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 8

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 4 1 2

Διδάσκων: Καθηγητής Νικόλαος Μαρμαρίδης, Καθηγητής Ιωάννης Μπεληγιάννης

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 8

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 6

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Προτεινοµενες Ασκησεις - Φυλλαδιο 9

Κεφάλαιο 3. Ελεύθερα Πρότυπα. στοιχείων του Μ καλείται βάση του e λ παράγει το Μ, και ii) κάθε m M γράφεται κατά µοναδικό

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 3

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Ριζικό του Jacobson

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 3

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 4

Κεφάλαιο 4. Ευθέα γινόµενα οµάδων. 4.1 Ευθύ εξωτερικό γινόµενο οµάδων. i 1 G 1 G 1 G 2, g 1 (g 1, e 2 ), (4.1.1)

L = F +. Είναι, 1 F, άρα και 1 L. Επεκτείνουµε τις πράξεις του F έτσι ώστε

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 7

(a + b) n = a k b n k, k. (a + b) p = a p + b p. k=0. n! k! (n k)! k =

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 5

s G 1 ). = R, Z 2 Z 3 = Z6. s, t G) s t = st. 1. H = G 4. [G : H] = a G ah = Ha.

G = a. H = g n. a m = a nq+r = a nq a r = (a n ) q a r = a r = (a n ) q a m. h = a m = a nq = (a n ) q a n

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Αʹ. Στοιχεία από την Άλγεβρα

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΑΡΤΙΟΙ) Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 2

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 11

Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι αληθείς; Δικαιολογήστε την απάντησή σας.

< a 42 >=< a 54 > < a 28 >=< a 36 >

Λύσεις και Υποδείξεις Επιλεγµένων Ασκήσεων

Βασική Άλγεβρα. Ασκήσεις (εκδοχή )

Αλγεβρικές Δομές Ι. 1 Ομάδα I

Πρώτα και Μεγιστοτικά Ιδεώδη

Θεµελιώδες Θεώρηµα της Θεωρίας Galois

Λύσεις των ϑεµάτων, ΑΠΕΙΡΟΣΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ Ι, 3/2/2010

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: Ριζικό του Jacobson

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΑΡΤΙΟΙ) Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 4

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 5

Θεωρία Galois. Πρόχειρες σημειώσεις (εκδοχή )

irr Q,b (x) = x 3 2, irr Q,ω (x) = x 2 + x + 1 irr (Q(ω),b) (x) = irr (Q,b) (x) = x 3 2,

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: Συνθήκες Αλυσίδων

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΑΡΤΙΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 1

Παράρτηµα Α Εισαγωγή Οµάδες. (x y) z= x (y z).

ιδασκοντες: x R y x y Q x y Q = x z Q = x z y z Q := x + Q Τετάρτη 10 Οκτωβρίου 2012

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 4

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 8

Κεφάλαιο 8. Το γενικό πολυώνυµο και το αντίστροφο πρόβληµα. 8.1 Το γενικό πολυώνυµο

Κεφάλαιο 1 Πρότυπα. Στο κεφάλαιο αυτό εισάγουμε την έννοια του προτύπου πάνω από δακτύλιο.

Κεφάλαιο 2. Σώµατα και ϐαθµοί επεκτάσεων. 2.1 Αλγεβρικά στοιχεία πάνω από ένα σώµα.

Αλγεβρα. Ενότητα: Πολυώνυµα πολλών µεταβλητών - ο αλγόριθµος της διαίρεσης. Ευάγγελος Ράπτης. Τµήµα Μαθηµατικών

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 2

Α Δ Ι. Παρασκευή 24 Ιανουαρίου 2014

Συνεκτικά σύνολα. R είναι συνεκτικά σύνολα.

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Ασκησεις Επαναληψης. ιδασκων: Α. Μπεληγιάννης Ιστοσελιδα Μαθηµατος :

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Ασκησεις - Επανάληψης. ιδασκων: Α. Μπεληγιάννης Ιστοσελιδα Μαθηµατος :

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Ασκησεις - Φυλλαδιο 2

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 9

Κεφάλαιο 3β. Ελεύθερα Πρότυπα (µέρος β)

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 5

HY118- ιακριτά Μαθηµατικά. Παράδειγµα άµεσης απόδειξης. Μέθοδοι αποδείξεως για προτάσεις της µορφής εάν-τότε Αποδείξεις

Δακτύλιοι και Πρότυπα Ασκήσεις 2. όπου a (4 i) (1 2 i), b i. Στη συνέχεια βρείτε κάθε τέτοιο d. b. Δείξτε ότι [ i] (4 i)

Α Δ Ι. Δευτέρα 13 Ιανουαρίου 2014

ΑΝΤΙΜΕΤΑΘΕΤΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ, 2013 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Ασκησεις - Φυλλαδιο 9

Κεφάλαιο 9. Οµάδες συγκεκριµένης τάξης. 9.1 Οµάδες τάξης pq. Z p 2 και Z p Z p.

Ασκήσεις για το µάθηµα «Ανάλυση Ι και Εφαρµογές»

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ Ι (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 4

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Πρότυπα. x y x z για κάθε x, y, R με την ιδιότητα 1R. x για κάθε x R, iii) υπάρχει στοιχείο 1 R. ii) ( x y) z x ( y z)

Κυρτή Ανάλυση. Ενότητα: Υπερεπίπεδα στήριξης και διαχωριστικά ϑεωρήµατα. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

Αλγεβρικες οµες Ι Ασκησεις - Φυλλαδιο 8

Βασική Άλγεβρα. Ασκήσεις (εκδοχή )

(x) = δ(x) π(x) + υ(x)

ΑΛΓΕΒΡΙΚΕΣ ΟΜΕΣ Ι. Επιλυση Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

Transcript:

Αριστοτελειο Πανεπιστηµιο Θεσσαλονικης Τµηµα Μαθηµατικων Αλγεβρικές οµές ΙΙ 1. Εστω ότι R Z 3 [x]. Τελική Εξέταση 10 Φεβρουαρίου 2017 ιάρκεια εξέτασης 2 ώρες 30 λεπτά (αʹ) Να αποδείξετε ότι ο R είναι περιοχή κυρίων ιδεωδών, δηλ. ότι είναι ακεραία περιοχή ότι κάθε ιδεώδες του R είναι ίσο µε {p(x)f(x) : f(x) R} για κάποιο p(x) R. Απάντηση Εστω f(x) a i x i, g(x) b j x j δύο µη µηδενικά στοιχεία του R, ϐαθµού m n αντίστοιχα (δηλ. a n, b m 0). Τότε f(x)g(x) m+n t0 ( a j b t j )x t αφού a m b n 0, συµπεραίνουµε ότι f(x)g(x) 0. Εποµένως ο R είναι ακεραία περιοχή. Το µηδενικό ιδεώδες είναι κύριο αφού παράγεται από το µηδενικό πολυώνυµο. Αν I είναι κάποιο µη µηδενικό ιδεώδες του R, τότε υπάρχει p(x) I τέτοιο ώστε ο deg p(x) να είναι ελάχιστος των ϐαθµών των µη µηδενικών στοιχείων του I. Εστω h(x) I. Από το Θεώρηµα ιαίρεσης, υπάρχουν f(x), r(x) R, τέτοια ώστε h(x) p(x)f(x) + r(x), όπου deg r(x) < deg p(x), ή r(x) 0. Οµως r(x) h(x) p(x)f(x) I (αφού h(x), p(x)f(x) I). Αν λοιπόν υποθέσουµε ότι r(x) 0, καταλήγουµε σε άτοπο εξαιτίας του ϐαθµού του r(x) της επιλογής του p(x). Εποµένως r(x) 0 h(x) p(x)f(x). Αποδείξαµε, λοιπόν, ότι I {p(x)f(x) : f(x) R} p(x). Ο αντίστροφος εγκλεισµός είναι άµεςος άρα I p(x). (ϐʹ) Να αποδείξετε ότι το ιδεώδες J x 2 +x+2 είναι µέγιστο στον R να ϐρείτε όλα τα πρώτα ιδεώδη που περιέχονται στο J. Στη συνέχεια να ϐρείτε (αν υπάρχει) ένα µη πρώτο ιδεώδες που περιέχεται στο J. Απάντηση Για να δείξουµε ότι το J είναι µέγιστο, αρκεί να δείξουµε ότι το p(x) x 2 + x + 2 είναι ανάγωγο, ισοδύναµα, ότι δεν έχει ϱίζα στο Z 3. Πράγµατι p(0) 2, p(1) 1 p(2) 1. Άρα το J είναι µέγιστο. Το {0} J είναι ιδεώδες είναι πρώτο, αφού Z 3 [x] είναι ακεραία περιοχή. Εστω I q(x) ένα µη µηδενικό πρώτο ιδεώδες τέτοιο ώστε I J. Αφού J πρώτο, το q(x) είναι ανάγωγο. Αφού q(x) I, προκύπτει ότι q(x) p(x)f(x), για κάποιο f(x) R. Αφού, όµως, το q(x) είναι ανάγωγο, συµπεραίνουµε ότι το f(x) είναι αντιστρέψιµο, δηλ. f(x) ±1, άρα q(x) ±p(x) I J. Κατά συνέπεια τα πρώτα ιδεώδη που είναι υποσύνολα του J είναι δύο : το µηδενικό ιδεώδες το J. Εστω τώρα J 1 xp(x). Τότε J 1 J το J 1 ΕΝ είναι πρώτο ιδεώδες (παρατηρείστε επίσης ότι xp(x) δεν είναι ανάγωγο). (γʹ) Να αποδείξετε ότι x 3, x 2 + x + 2 R να ϐρείτε ένα στοιχείο g(x) + J του R/J, τέτοιο ώστε (g(x) + J)(x 3 + J) 1 + J. Απάντηση Εστω h(x) x 3 f(x) x 2 + x + 2. Εφαρµόζουµε τον Ευκλείδειο αλγόριθµο. h(x) f(x)(x 1) + ( x + 2) f(x) ( x + 2)( x) + 2 Άρα 2 f(x) + ( x + 2)x f(x) [h(x) f(x)(x 1)]x f(x)(x 2 x + 1) h(x)x Εποµένως 1 1 2 f(x)(x2 x + 1) 1 2 h(x)x. 1 h(x), f(x) x 3, x 2 + x + 2 R.

Αλγεβρικές οµές ΙΙ Σελίδα 2/5 Φεβρουάριος 2017 Εστω g(x) ( 1/2)x. Αφού 1 2 f(x)(x2 x + 1) J 1 1 2 f(x)(x2 x + 1) g(x)x 3 συµπεραίνουµε ότι 1 + J ( g(x) + J)(x 3 + J). (δʹ) Να αποδείξετε ότι ο R/J 9, να ϐρείτε την χαρακτηριστική του R να ϐρείτε το σώµα κλασµάτων του R/J. Απάντηση Εστω g(x) + J τυχαίο στοιχείο του R/J. Από το Θεώρηµα ιαίρεσης, υπάρχουν f(x), r(x) R, τέτοια ώστε g(x) f(x) + r(x), όπου deg r(x) < deg p(x), ή r(x) 0. Εποµένως r(x) a 0 + a 1 x, µε a i Z 3. Αφού g(x) r(x) J, προκύπτει ότι g(x) + J r(x) + J. Άρα R/J {0 + J, 1 + J, 2 + J, x + J, (1 + x) + J, (2 + x) + J, 2x + J, (1 + 2x) + J, (2 + 2x) + J}. Αφού 3 1 0, η χαρακτηριστική του R είναι 3. Το R/J είναι σώµα, αφού το J είναι µέγιστο. Άρα το σώµα κλασµάτων του R/J είναι το ίδιο το J. 2. Εστω R C[x, y]. (αʹ) Να αποδείξετε ότι το σύνολο I {f(x, y) : f(0, y) 0} είναι ιδεώδες του R. Να ϐρείτε 3 στοιχεία που ανήκουν στο I. Απάντηση Αφού 0 I, το I είναι µη κενό σύνολο. Εστω g(x, y), f(x, y) I, δηλ. f(0, y) 0 g(0, y) 0. Τότε h(0, y) g(0, y) f(0, y) 0 άρα h(x, y) g(x, y) f(x, y) I. Εποµένως το (I, +) είναι προσθετική υποοµάδα του R. Εστω q(x, y) R g(x, y) I. Τότε h(0, y) q(0, y)g(0, y) q(0, y) 0 0 άρα h(x, y) q(x, y)g(x, y) I. Εποµένως το I είναι ιδεώδες του R (αφού ο R είναι αντιµεταθετικός δακτύλιος, αρκεί να ελέγθουµε το γινόµενο q(x, y)g(x, y)). Τρία στοιχεία του I είναι τα 0, x, xy I. (ϐʹ) Να αποδείξετε ότι το I είναι πρώτο ιδεώδες. Να ϐρείτε ένα ιδεώδες J που να περιέχει γνήσια το I να συµπεράνετε ότι το I δεν είναι µέγιστο ιδεώδες. Απάντηση Θα αποδείξουµε πρώτα ότι I x. Πράγµατι, x I άρα x I. Για τον αντίστροφο εγκλεισµό, έστω f(x, y) a i,j x i y j I. Τότε f(0, y) a 0,j y j 0 είναι το µηδενικό πολυώνυµο στον C[y] άρα a 0,j 0, j 0. Εποµένως ( f(x, y) i>0 a i,0 x i x i>0 a i,0 x i 1 ) x I x. Εναλλακτικά, παρατηρούµε ότι I ker φ, όπου φ : C[x, y] C[y], f(x, y) f(0, y) είναι ο οµοµορφισµός εκτίµησης ότι φ είναι επιµορφισµός. Άρα C[x, y]/ ker φ C[y] κατά συνέπεια ker φ είναι πρώτο ιδεώδες. Αφού y / I, I x, y. Αφού x, y είναι γνήσιο ιδεώδες του R, το I δεν είναι µέγιστο. 3. Να αποδείξετε ότι κάθε πεπερασµένη ακεραία περιοχή είναι σώµα. 4. Να ϐρείτε τους ανάγωγους παράγοντες του x 6 8 στον Q[x], στον R[x] στον C[x]. Απάντηση Σηµειώνουµε ότι x 6 8 (x 3 2 2)(x 3 + 2 2) (x 6 8)(x 2 + 6 8x + 6 8 2 )(x + 6 8)(x 2 6 8x + 6 8 2 ), δηλαδή x 6 8 (x 6 8)(x + 6 8)(x 2 + 2x + 2)(x 2 2x + 2).

Αλγεβρικές οµές ΙΙ Σελίδα 3/5 Φεβρουάριος 2017 Οι δευτεροβάθµιοι παράγοντες είναι ανάγωγα πολυώνυµα στον R[x], αφού δεν έχουν ϱίζες στον R (έλεγχος διακρίνουσας). Άρα το παραπάνω είναι η ανάλυση του x 6 8 σε ανάγωγους παράγοτνες στον R[x]. Για να ϐρούµε την ανάγωγη ανάλυση στον C[x], ϐρίσκουµε τις ϱίζες των δευτεροβάθµιων παραγόντων. Εναλλακτικά, µπορούµε εύκολα να προσδιορίσουµε τις 6 µιγαδικές ϱίζες του f(x) x 6 8 στον µοναδιαίο κύκλο. Εστω ω e 2πi/6 e πi/3 1 2 + i 3 2 b 6 8. Παρατηρούµε, ότι ω 3 1. Οι ϱίζες του f(x) είναι : bω, bω 2, b, bω 4, bω 5, b. Im bw 2 bw bw 3 π 3 bw 6 1 Re bw 4 bw 5 Σχήµα 1: Το f(x) έχει 6 ανάγωγους παράγοντες στον C[x]: f(x) (x bω)(x bω 2 )(x + b)(x bω 4 )(x bω 5 )(x b). Εάν είξαµε ϑεκινήσει µε την ανάλυση του x 6 8 στον C[x], για να ϐρούµε την ανάλυση του x 6 8 στον R[x], ϑα παρατηρούσαµε ότι δύο από τους παράγοντες ανήκουνς στον R[x]. Επίσης ω ω 5 ω 2 ω 3, άρα (x bω)(x bω 5 ) x 2 2bRe(ω) + b 2 x 2 2x + 2 (x bω 2 )(x bω 4 ) x 2 2bRe(ω 2 ) + b 2 x 2 + 2x + 2. Για τους ανάγωγους παράγοντες στον Q[x], παρατηρούµε ότι (x b)(x + b) x 2 b 2 x 2 2 Q[x] είναι ανάγωγο στον Q[x]. Αφού x 6 8 (x 2 2)(x 4 + 2x 2 + 4) µένει να αποφασίσουµε αν x 4 + 2x 2 + 4 είναι ανάγωγο στον Q[x]. Οι ϱίζες του x 4 + 2x 2 + 4 δεν είναι στο Q, άρα αν το x 4 + 2x 2 + 4 δεν είναι ανάγωγο, τότε x 4 + 2x 2 + 4 h 1 (x)h 2 (x) στον Q[x], όπου deg h i (x) 2, για i 1, 2. Από την ανάγωγη ανάλυση του x 4 + 2x 2 + 4 στον R[x], χωρίς ϐλάβη της γενικότητας, µπορούµε να υποθέσουµε ότι h 1 (x) c(x 2 + 2x+2), για κάποιο c R. Ετσι αν h 1 (x) a 2 x 2 +a 1 x+a 0, τότε c 1 a 2 (άρα c είναι ϱητός), c 2 a 1 c 2 a 0. Αφού 2 / Q 2 a2 /c καταλήγουµε σε άτοπο. Εποµένως στον Q[x], το f(x) έχει την παρακάτω ανάλυση σε ανάγωγους παράγοντες : f(x) (x 2 2)(x 4 + 2x 2 + 4).

Αλγεβρικές οµές ΙΙ Σελίδα 4/5 Φεβρουάριος 2017 5. ( Εστω R ) M 2 2 (C). Να ϐρείτε όλα τα αριστερά ιδεώδη του R που περιέχουν τον πίνακα. ( ) Απάντηση Εστω A. Το σύνολο I {CA : C R} περιέχει το A (για C I 2 ) είναι αριστερό ιδεώδες του R. Πράγµατι, αν C 1 A, C 2 A I, τότε C 1 A C 2 A (C 1 C 2 )A I. Επίσης αν D R, τότε D(CA) (DC)A R. Είναι ϕανερό ότι το I είναι το ελάχιστο αριστερό ιδεώδες που περιέχει τον A, µε την έννοια ότι αν J είναι αριστερό ιδεώδες A J, τότε I J. Παίρνοντας το γινόµενα CA, για C (c ij ), ϐλέπουµε ότι {( ) } r r I : r, t C. t t Εστω τώρα J ένα ιδεώδες που περιέχει τον A, τέτοιο ώστε I J. Εστω C J \ I. Αν ο C είναι αντιστρέψιµος πίνακας, τότε J R. Αν ο C δεν είναι αντιστρέψιµος, τότε rank C 1 (αφού C 0). Εστω C, όπου b ( a), t C. ta tb Τότε C t 1 ( ) 0 b + a ( ) a a ( ) ( ) J. Οµοίως ( ) b + a 0 + ( ) b b J. Εποµένως + ( ) J R. 6. Να αποδείξετε ότι φ : Z Z/2Z Z/5Z, m (m + 2Z, m + 5Z) είναι οµοµορφισµός δακτυλίων. Στη συνέχεια να αποδείξετε ότι είναι επιµορφισµός ότι ker φ 10Z. Να συµπεράνετε ότι Z/10Z Z/2Z Z/5Z. Απάντηση Αφού φ(m + n) ((m + n) + 2Z, (m + n) + 5Z) ((m + 2Z) + (n + 2Z), (m + 5Z) + (n + 5Z)) (m + 2Z, m + 5Z) + (n + 2Z, n + 5Z) φ(m) + φ(m) φ(m n) ((m n) + 2Z, (m n) + 5Z) ((m + 2Z) (n + 2Z), (m + 5Z) (n + 5Z)) (m + 2Z, m + 5Z) (n + 2Z, n + 5Z) φ(m) φ(m) Εστω (r + 2Z, s + 5Z) τυχαίο στοιχείο του Z/2Z Z/5Z. Θα ϐρούµε m Z, τέτοιο ώστε m r mod 2 ταυτόχρονα m s mod 5. Θέλουµε, λοιπόν, να ϐρούµε κ λ, τέτοια ώστε m r + 2κ m s + 5λ. Ισοδύναµα, τα κ λ πρέπει να ικανοποιούν r + 2κ s + 5λ r s 5λ 2κ. Η εξίσωση αυτή µε σταθερά το r s αγνώστους τα κ λ, έχει λύση (ϑυµηθείτε ότι µκδ(2, 5) 1), για παράδειγµα λ r s κ 2(r s). Άρα m s + 5(r s) είναι τέτοιο ώστε m (r + 2Z, s + 5Z). Αποδείξαµε λοιπόν ότι ο φ είναι επί. Στη συνέχεια ϑα αποδείξουµε ότι ker φ 10Z. Το µηδενικό στοιχείο του Z/2Z Z/5Z είναι το ( 0, 0) (2Z, 5Z). Αν m 10κ, τότε φ(m) (10κ + 2Z, 10κ + 5Z) (2Z, 5Z). Εποµένως

Αλγεβρικές οµές ΙΙ Σελίδα 5/5 Φεβρουάριος 2017 10Z ker φ. Για τον αντίστροφο εγκλεισµό, έστω m ker φ. Αφού (m + 2Z, m + 5Z) ( 0, 0) (2Z, 5Z), αυτό σηµαίνει ότι m 2Z m 5Z, άρα m 10Z. Κατά συνέπεια ker φ 10Z. Αφού ισχύουν οι εγλεισµοί προς τις δύο κατευθύνσεις,προκύπτει ότι ker φ 10Z. Το τελικό συµπέρασµα είναι συνέπεια του Πρώτου ϑεωρήµατος ισοµορφίας δακτυλίων : Z/10Z Z/2Z Z/5Z.