0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Modules-Tensor Products of Abelian Groups

المؤلف:  David R. Wilkins

المصدر:  Algebraic Topology

الجزء والصفحة:  94-96

2-7-2017

2012

+

-

20

Proposition 1.1  ZmZ Zn≅ Zgcd(m,n)  for all positive integers m and n,  where Zn = Z/nZ and gcd(m, n) is the greatest common divisor of m and n.

Proof The cyclic groups Zm and Zn are generated by a and b respectively,  where a = 1 + Zm and b = 1 + Zn. Moreover Zm = {j.a : j ∈ IZ}, Zn = {k.b : k ∈ Z}, j.a = 0 if and only if m divides the integer j, and k.b = 0 if and only if n divides the integer k.

Now ZmZ Zn is generated by elements of the form x ⊗ y, where x ∈ Zm and y ∈ Zn. Moreover (j.a) ⊗ (k.b) = jk(a ⊗ b) for all integers j and k. It follows that ZmZ Zn = {ja⊗b : j ∈ Z}. Thus the tensor product Zm ⊗Z Zn is a cyclic group generated by a ⊗ b. We must show that the order of this generator is the greatest common divisor of m and n.

Let r = gcd(m, n). It follows from a basic result of elementary number theory that there exist integers s and t such that r = sm + tn. Then

                r(a ⊗ b) = sm(a ⊗ b) + tn(a ⊗ b) = s((ma) ⊗ b) + t(a ⊗ (nb))

                                  = s(0 ⊗ b) + t(a ⊗ 0) = 0.

It follows that the generator a ⊗ b of ZmZ Zn is an element of finite order,  and the order of this element divides r.

It remains to show that a ⊗ b is of order r. Now if j, j`, k and k` are integers, and if j.a = j`.a and k.b = k`.b then m divides j – j` and n divides k – k` . But then the greatest common divisor r of m and n divides jk – j`k`, since jk – j`k` = (j – j`)k + j` (k – k`). Let c be the generator 1 + rZ of Zr. Then there is a well-defined bilinear function f: Zm × Z → Zr, where f(j.a, k.b) = jk.c for all integers j and k. This function induces a unique group homomorphism ϕ: ZmZ Z → Zr, where ϕ(x ⊗ y) = f(x, y) for all x ∈ Zm and y ∈ Zn. Then ϕ(ja ⊗ b) = jc for all integers j. Now the generator c of Zr is of order r, and thus jc = 0 only when r divides j. It follows that ja ⊗ b = 0 only when r divides j. Thus the generator a ⊗ j of ZmZ Zn is of order r, and therefore ZmZ Zn≅ Zr, where r = gcd(m, n),  as required.

  There is a fundamental theorem concerning the structure of finitelygenerated Abelian groups, which asserts that any finitely-generated Abelian group is isomorphic to the direct sum of a finite number of cyclic groups.

Thus, given any Abelian group A, there exist positive integers n1, n2, . . . , nk and r such that

                  A≅Zn1 ⊕ Zn2 ⊕ · · · ⊕ Znk ⊕ Zr.

Now Corollary 1.4in(Direct Sums and Tensor Products) ensures that Z ⊗Z B ≅ B for any Abelian group B. It follows from Lemma 1.6(Direct Sums and Tensor Products)  that

                          A ⊗Z B ≅(Zn1Z B) ⊕ (Zn2Z B) ⊕ · · · ⊕ (ZnkZ B) ⊕ Br.

On applying Proposition 1.1, we find in particular that

                      A ⊗Z Zm≅ Zgcd(n1,m) ⊕ Zgcd(n2,m) ⊕ · · · ⊕ Zgcd(nk,m) ⊕ Zrm

for any positive integer r. Also A ⊗Z Z ≅ A, by Corollary 1.4in(Direct Sums and Tensor Products).

Note that that Z1 is the zero group 0, and therefore 0 ⊕ B ≅B for any Abelian group. (Indeed 0 × B = {(0, b) : b ∈ B}, and this group of ordered pairs of the form (0, b) with b ∈ B is obviously isomorphic to B.) We are thus in a position to evaluate the tensor product of any two finitely-generated Abelian groups Note also that if integers m and n are coprime, then Zmn≅ Zm ⊕ Zn.

Indeed let a ∈ Zm be an element of order m (which therefore generates Zm),  and let b ∈ Zn be an element of order n. Then the order of the element (a, b)  of Zm ⊕ Zn is divisible by both m and n, and is therefore divisible by mn.  It then follows that (a, b) generates the group Zm ⊕ Zn, and this group istherefore isomorphic to Zmn.

Example Let

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد