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局部環

鎖定
數學中,局部環是隻有一個極大理想的交換幺環。
局部環的概念由 Wolfgang Krull 於1938年引入,稱之為Stellenringe,英譯 local ring 源自扎里斯基
中文名
局部環
外文名
local ring
所屬學科
環論
引入者
Wolfgang Krull
引入時間
1938

局部環定義

為交換幺環。若
僅有一個極大理想
,則稱
(或
)為局部環。域
稱為
剩餘域 [3] 
中僅有有限個極大理想,則稱之為半局部環
一個局部環
上帶有一個自然的
-進拓撲,使得
成為拓撲環;其開集由
生成。當
諾特環時,可證明
豪斯多夫空間,且所有理想皆是閉理想。
為局部環,環同態
被稱為局部同態,當且僅當
[1] 

局部環性質

除了交換幺環R本身以外,R的所有理想均包含於其唯一的極大理想。 [3] 

局部環例子

1.是局部環。
2.設K[x]為域上多項式環,則K[x]/(x2)為局部環。 [4] 
3.域上形式冪級數環
是局部環,其中
是個域。極大理想是
取係數在
上,原點附近收斂半徑為正的冪級數,它構成一個局部環,極大理想表法同上。
賦值環皆為局部環。
為交換幺環,
為其素理想
乘性子集,則相應的局部化
是局部環;這也是局部環應用的主要場合。若
已是局部環,則
局部環的商環仍是局部環。 [2] 

局部環應用

簇的局部環
設V為不可約仿射簇,則V在點P的局部環為
其極大理想為 [5] 
動機與幾何詮釋
局部環意在描述一個點附近的函數芽。設
為拓撲空間,
,且
。考慮所有資料
,其中
的一個開鄰域,而
是連續函數。引入等價關係:
的開鄰域。
換言之,若兩個函數在
附近一致,則視之等同。上述等價類在逐點的加法及乘法下構成一個環
,其元素稱作在
連續函數芽,它體現了連續函數在
附近的行為。若
滿足
,則存在一個
的開鄰域
及連續函數
,使得
恆非零,因此可定義乘法逆元
。於是
是局部環,其唯一的極大理想是所有在
點取零的函數,剩餘域則是
類似想法可施於微分流形解析流形複流形,稍作修改後亦可推廣至代數簇概形
在代數幾何與復幾何中,假設適當的有限性條件(例如凝聚性), 若一陳述對某一點的芽成立,則在該點的某個開鄰域上皆成立;就此而論,局部環集中表現了一點附近的局部性質
在交換代數中,局部化的技術往往可將問題化約到局部環上;因此交換代數的許多定義與結果都落在局部環的框架內。 [2] 

局部環非交換的情形

一個含麼環
被稱作局部環,當且僅當它滿足下述等價條件:
R 僅有一個極大左理想。
R 僅有一個極大右理想。
,且任兩個非可逆元的和仍為非可逆元。
,且對任何元素
必有一者可逆。
,若
中某個有限和是可逆元,則其中某項必可逆。
當上述任一性質成立,則下述三者等同:
  • R 的唯一極大左理想。
  • R 的唯一極大右理想。
對於交換環,上述定義化為交換局部環的原始定義。 [2] 
參考資料
  • 1.    Lam, T.Y. (2001). A first course in noncommutative rings. Graduate Texts in Mathematics (2nd ed.). Springer-Verlag. ISBN 0-387-95183-0.
  • 2.    Jacobson, Nathan (2009). Basic algebra. 2 (2nd ed.). Dover. ISBN 978-0-486-47187-7.
  • 3.    Thomas W. Hungerford.代數:Springer,1974
  • 4.    Gregor Kemper.交換代數教程:Springer,2011
  • 5.    Klaus Hulek.初等代數幾何(第2版):高等教育出版社,2014