准环及其应用

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虽然群论和环论的研究方法是不同的,但是我们可以发现许多环论结果和群论结果的表述是颇为类似的,比如有关左T-幂零环和超中心群的一些结论.一个自然的问题是,可否在某种更为广泛的环境下统一处理这些相似的结论.本文引入了一种新的代数结构—准环,并讨论了准环的T-幂零性和零化子列的存在性之间的关系,作为应用,给出了环的左T-幂零性和群的超中心性的统一处理. 在第二节中,我们给出了准环的定义并给出了准环的一些基本性质. 定义2.1设(G,+)是一个群(不必交换),对于任意x,y∈G,令xy=-y+x+y.在G上定义一种新的二元运算,写成乘法,若对于任意x,y∈G,乘法和加法之间满足下面的关系式: (x+y)z=(xz)y+yz,x(y+z)=xz+(xy)z,则称G是一个准环,且称上面的两个关系式为乘法对加法的准分配律. 非结合环(R,+,.)恰为加法群交换的准环.准环的另一典型例子是(G,+,[,]),其中[,]是群(G,+)上换位子运算. 准环的理想Ⅰ是(G,+)的一个正规子群,并且满足对任意的x∈G,有Ix(∈)I,xI(∈)I.我们证明了定理2.1准环上的同余关系和准环的理想是一一对应的. 第三节讨论了准环的左T-幂零性以及与其等价的几个条件. 定义3.1称准环G是左T-幂零的,若对G中任意元素列x1,x2….,都存在n,使得x1x2…xn=0. 准环G的左零化子列是G的子准环的一个(超限)列0=G0(∈)G1(∈)…(∈)Gα(∈)…(∈)Gμ=G,使得Gα(△)Gα+1,Gα+1G(∈)Gα,且当α是一个极限序数时,Gα=Uβ<αGβ.在G中归纳地定义:G(0)=0,G(α+1)={x∈G|xG(∈)G(α)},而对于极限序数α则规定,G(α)=∪β<αG(β).可以证明它是一个升列.若存在某序数μ使得G=G(μ),则称0=G(0)(∈)G(1)(∈)…(∈)G(α)(∈)…(∈)G(μ)=G为G的上左零化子列. 值得注意的是,我们并未要求上左零化子列是左零化子列. 我们给出了一个左T-幂零的单非结合环,其左零化子不是理想,因此上左零化子序列不是一个理想列. 我们有如下的重要的引理. 引理3.3设准环G的所有同态像的左零化子都是理想,则G(α)(△)G,并且G的上左零化子序列是一个左零化子序列. 因此得到了本文的主要结果. 定理3.1若G的所有同态像的左零化子是理想,则下列陈述等价. (1)G有上左零化子列; (2)G有左零化子列; (3)G的每个非零的同态像有非零的左零化子; (4)G是左T-幂零的. 定理3.3若准环G的所有同态像的左、右零化子是理想,则下列陈述等价. (1)G有上双边零化子列; (2)G有双边零化子列; (3)G的每个非零同态像有非零的双边零化子; (4)G既是左T-幂零的又是右T-幂零的. H(∈)G是G的子准环,称集合IH={g∈G|gh,hg∈H,(A)h∈H}为H的准理想化子.称G满足准理想化子条件,如果G的任意子准环都真包含于它的准理想化子里. 定理3.4若准环G既是左T-幂零的又是右T-幂零的,则G满足准理想化子条件. 与环论中有关Baer根环的性质相似,在准环中我们有如下的结果. 定理3.5下列陈述等价. (1)G有理想列0=G0(∈)G1(∈)…(∈)Gμ=G,其中Gα+1Gα+1(∈)Gα,且当α是极限序数时,有Gα=Uβ<αGβ. (2)G的每一个非零的同态像有非零的理想N,使得N2=0. 定理3.6若G满足定理3.5中的条件,则对于任意给定的两元素列x1,x2,…;y1,y2,…,且满足xi+1=xiyixi,一定存在m>0,使得xm=0. 在第四节中,我们把第三节中的结果应用环和群上,从而得到了已有文献中的一些结论.例如把定理3.1-定理3.4应用到环上,即可得环中有关左T-幂零性的相应结论;将它们应用到群上,就得到群论中有关超中心群的如下的等价条件. 定理4.1下列陈述等价. (1)群G是超中心的; (2)群G的非平凡同态像有非平凡的中心; (3)对于群G中任意两元素列x1,x2,…;y1,y2,…,且xi+1=[xi,yi],都存在m>0,使得xm=1. 定理4.2若群G是超中心的,则G满足正规化子条件.
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