Noether-gyűrű

A matematikában, azon belül a gyűrűelméletben a Noether-gyűrű olyan gyűrű, amiben az ideálokra teljesül a maximumfeltétel, azaz ideálok bármely

${\displaystyle I_{1}\subseteq I_{2}\ldots \subseteq I_{k}\subseteq I_{k+1}\subseteq \ldots }$

felszálló lánca stabilizálódik, vagyis létezik olyan ${\displaystyle n}$, hogy

${\displaystyle I_{n}=I_{n+1}=\ldots }$.

Ha a maximumfeltétel csak bal- illetve jobbideálokra igaz, akkor bal- illetve jobb-Noether-gyűrűről beszélünk. A fogalom Emmy Noetherről van elnevezve. Általánosítása a Noether-modulus: egy gyűrű akkor és csak akkor Noether-gyűrű, ha önmaga feletti modulusként Noether-modulus.

Ekvivalens definíciók

A következő definíciók a Noether-tulajdonsággal ekvivalensek:

• Az ideálokra teljesül a maximumfeltétel.
• Ideálok egy tetszőleges halmazában van maximális elem.
• Minden ideál végesen generált.

A feltételek megfelelően átfogalmazhatók bal- illetve jobbideálokra, így a bal- illetve jobb-Noether-tulajdonsággal ekvivalens feltételeket adva.

Cohen egy eredménye szerint kommutatív gyűrűkben ezekkel ekvivalens az a látszólag gyengébb kritérium, hogy minden prímideál végesen generált.

Tulajdonságok

• Ha ${\displaystyle R}$ Noether-gyűrű, akkor Hilbert bázistétele szerint ${\displaystyle R[X]}$ is az. Indukcióval adódik, hogy ${\displaystyle R[X_{1},\ldots ,X_{n}]}$ is Noether.
• Ha ${\displaystyle R}$ Noether-gyűrű, akkor ${\displaystyle R[[X]]}$ is az.
• Ha ${\displaystyle R}$ Noether és ${\displaystyle I\subseteq R}$ kétoldali ideál, akkor az ${\displaystyle R/I}$ faktorgyűrű is Noether. Ekvivalens megfogalmazás: Noether-gyűrű homomorf képe Noether.
• Kommutatív Noether-gyűrű felett végesen generált kommutatív algebra is Noether.
• Egy ${\displaystyle R}$ gyűrű bal-Noether, ha bármely végesen generált ${\displaystyle R}$-balmodulus Noether-modulus. (Ugyanúgy jobb-Noether-gyűrűre jobbmodulusokkal.)
• Kommutatív Noether-gyűrű lokalizáltja Noether-gyűrű.
• Az Akizuki–Hopkins-tétel szerint minden (bal-)Artin-gyűrű (bal-)Noether-gyűrű. Továbbá egy bal-Artin-gyűrű akkor és csak akkor jobb-Noether, ha jobb-Artin. (Ugyanígy bal és jobb felcserélésével.)

Példák, ellenpéldák

• Minden test Noether: csak két ideálja van, ${\displaystyle (0)}$ és önmaga, így a maximumfeltétel triviálisan teljesül.
• Minden főideálgyűrű, például a racionális egészek Noether, mert minden ideált egyetlen (és így véges sok) elem generálja.
• Minden Dedekind-gyűrű Noether, mert minden ideál generálható legfeljebb két (és így véges sok) elemmel.
• Test vagy ${\displaystyle \mathbb {Z} }$ felett véges sok változójú polinomgyűrű Noether.

Ahhoz, hogy egy gyűrű ne legyen Noether-tulajdonságú, bizonyos értelemben „nagy” kell legyen. A következő gyűrűk nem Noether-gyűrűk:

• Végtelen sok változójú polinomgyűrű:

${\displaystyle (X_{1})\subsetneq \left(X_{1},X_{2}\right)\subsetneq \ldots \subsetneq \left(X_{1},X_{2},\ldots ,X_{k}\right)\subsetneq \ldots }$

megsérti a maximumfeltételt.

• Az algebrai egészek gyűrűje:

${\displaystyle (2)\subsetneq \left(2^{1/2}\right)\subsetneq \left(2^{1/4}\right)\ldots \subsetneq \left(2^{1/2^{k}}\right)\subsetneq \ldots }$

megsérti a maximumfeltételt.

• Az ${\displaystyle \mathbb {R} \to \mathbb {R} }$ folytonos függvények ${\displaystyle C(\mathbb {R} ,\mathbb {R} )}$ gyűrűje: ha minden ${\displaystyle n\in \mathbb {N} }$-re

${\displaystyle I_{n}=\{f\in C(\mathbb {R} ,\mathbb {R} )\mid \forall x\geq n:\,f(x)=0\}}$,

akkor az

${\displaystyle I_{1}\subsetneq I_{2}\subsetneq \ldots I_{k}\subsetneq \ldots }$

lánc megsérti a maximumfeltételt.

Érdemes kiemelni, hogy egy nem-Noether-gyűrű lehet részgyűrűje egy Noether-gyűrűnek. Például az algebrai egészek gyűrűje részgyűrű a komplex számok testében.

Fordítás

• Ez a szócikk részben vagy egészben a Noetherian ring című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.