MOD-PRO-1:零化イデアルの性質群 AnnM

この記事では,環はすべて単位的可換環とします.

記号設定

$R,T$:環 $M,N$:$R$-加群 $P$:$T$加群

定義 AnnM

定義

$\mathrm{Ann}_{R}M=\{r \in R|\forall m \in M \; s.t. \; rm=0\}$:$M$の零化イデアル

基本性質

命題1

$f \in \mathrm{Hom}_{R}(M,N)$

(1)$f$は単射$\Rightarrow \mathrm{Ann}_{R}N \subset \mathrm{Ann}_{R}M$,

(2)$f$は全射$\Rightarrow \mathrm{Ann}_{R}M \subset \mathrm{Ann}_{R}N$.

(1)$r \in \mathrm{Ann}_{R}N$に対し,

$f(rM)=rf(M) \subset rN=0$である.

$f$の単射性より$rM=0$である.

従って$r \in \mathrm{Ann}_{R}M$である.

(2)$r \in \mathrm{Ann}_{R}M$に対し,

$f$の全射性から$0=f(rM)=rf(M)=rN$である.

従って$r \in \mathrm{Ann}_{R}N$である.

$\square$

命題2

$f:R \to T$:環準同型写像

(1)$\mathrm{Ann}_{R}(M+N)=\mathrm{Ann}_{R}M \cap \mathrm{Ann}_{R}N$,

特に有限生成自由加群$F$に関して$\mathrm{Ann}_{R}F=\mathrm{Ann}_{R}R$である.

(2)$f^{-1}(\mathrm{Ann}_{T}P)=\mathrm{Ann}_{R}P$.

($P$は$f$によるスカラー制限により$R$加群とみなす.)

(1)$M, N \subset M+N$のため,

命題1から$\mathrm{Ann}_{R}(M+N) \subset \mathrm{Ann}_{R}M,\mathrm{Ann}_{R}N$となる.

従って$\mathrm{Ann}_{R}(M+N) \subset \mathrm{Ann}_{R}M \cap \mathrm{Ann}_{R}N$である.

逆は明らかである.

(2)$r \in f^{-1}(\mathrm{Ann}_{T}P)$に対し,

$r \bullet P=f(r)P=0$のため$r \in \mathrm{Ann}_{R}P$である.

逆に$r \in \mathrm{Ann}_{R}P$に対し,

$f(r)P=r \bullet M=0$のため$r \in f^{-1}(\mathrm{Ann}_{T}P)$である.

$\square$

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