下一頁: The Hamilton quaternions
上一頁: 一些 Noncommutative Ring
前一頁: 一些 Noncommutative Ring
令 R 是一個 commutative ring with
1. 考撰隻X M2(R) 是所有係數在 R 的 2×2
矩骨狾赤熄隻X, 也就是說 M2(R) 中的元素都是
這種形式其中
a, b, c, d
R. 因為 R 是一個 ring
我們可以定 M2(R) 中的加法和乘法就是一般矩高漸[法和乘法, 即:
因為 R 是一個 ring with 1,
不難發畦H上的加法和乘法使得
M2(R) 成為一個 ring, 而且


和


分別是 M2(R) 的 0 和 1. 所以說 M2(R) 是一個 ring
with 1. 不過即使 R 是 commutative, M2(R) 也不會是 commutative
ring. 這可由以下的例子看出:
(注意: 當我們要說明一個 ring R 是 commutative 時,
我們必須證明對任意的 a, b
R 皆有
a . b = b . a.
不過若要說明 R 是 noncommutative 時, 只要找到一組 a, b
R 使得
a . b
b . a 即可.)
從上面的式子我們知道


和


是 M2(R) 的 zero-divisor.
同時在這個例子裡我們也發畢b一個 noncommutative ring 中是有可能發生
a . b = 0 但
b . a
0 的眸H.
接下來我們想找到 M2(R) 中所有的 zero-divisor 和 unit.
首先觀察以下的式子:
要注意我們需要 R 是 commutative 式子 (5.2) � 會對.
大家應該對
a . d - b . c 這個值不陌生, 它是


的 determinant. 通常給一矩�
A
M2(R) 我們用
det(A) 表示其 determinant. 由於 R 是一個 ring, 所以對任意的
A
M2(R), 我們都可得
det(A)
R. Determinant
還有以下這個重要的性質:
det(A . B) = det(A) . det(B), A, B M2(R). |
(5.3) |
到底 M2(R) 中有哪些 zero-divisor 呢? 同學可能想到 determinant 為 0 的元素. 沒錯, 當
A = 





但 det(A) = 0 時, 由於






, 由式子 (5.2) 知 A 是一個 zero-divisor.
還有沒有其他的 zero-divisor 呢? 其實當 det(A) 是 R 的
zero-divisor 時,
A 也會是 M2(R) 的 zero-divisor. 這是因為如果
A = 





且
det(A) =
是 R 的一個 zero-divisor. 設

0 是 R 中一元素滿足
.
= 0.
有以下兩種可能發生:
(1)
a .
,
b .
,
c .
和
d .
都等於 0: 此時令
B = 

, 如此一來因

0, 所以
B


, 但是
因此在這個情形時, A 是 M2(R) 的一個 zero-divisor.
(2)
a .
,
b .
,
c .
和
d .
不全為 0:
則我們考�
然而
由式子 (5.2) 知
所以在這個情況 A 還是 M2(R) 的一個 zero-divisor.
那麼當
A = 

且
det(A) =
不是 R 的 zero-divisor 時又會怎樣呢? 假設存在
B = 





(也就是說 a', b', c' 和 d' 不全為 0) 滿足
A . B = 

. 此時考�
C = 

, 則由式子 (5.2) 知
因為
不是 zero-divisor 且 a', b', c' 和
d' 不全為 0, 所以知
. a',
. b',
. c' 和
. d' 不全為 0. 也就是說
(C . A) . B


. 這和
(
C . A)
. B =
C . (
A . B) =


相矛盾, 所以不可能找到
B


滿足
A . B = 

. 同理可知不可能找到
B


滿足
B . A = 

. 所以 A 絕對不會是 M2(R) 的一個 zero-divisor.
因此我們得證:
Proposition 5.5.1
若
R 是一個 commutative ring 且
A
M2(
R), 則
A 是
M2(
R) 的一個 zero-divisor 若且唯若 det(
A) = 0
或 det(
A) 是
R 的一個 zero-divisor.
由 Proposition 5.5.1 我們知在
M2(
) 和
M2(
) 中
determinant 為 0 的矩健|是 zero-divisor, 而 determinant 不為 0
的矩偌N不會是 zero-divisor.
當 R 是 commutative ring with 1 時 M2(R) 會有哪些 unit 呢?
我們有以下的結果:
Proposition 5.5.2
若
R 是一個
commutative ring with 1 且
A
M2(
R), 則
A 是
M2(
R)
的一個 unit 若且唯若 det(
A) 是
R 的一個 unit.
証 明.
假設
A 是
M2(
R) 的一個 unit, 則存在
B
M2(
R) 滿足
利用式子 (
5.3) 得
det(A) . det(B) = det(B) . det(A) = 1.
然而
det(
A), det(
B)
R, 故得 det(
A) 是
R 的一個 unit.
反之, 若
A = 

且
det(A) =
是 R 的一個 unit, 則考�
因
R, 我們知
B
M2(
R). 利用式子
(
5.2), 可得
因此
A 是
M2(
R) 的一個 unit.
由 Proposition 5.5.2 知在
M2(
) 中惟有 determinant 是
±1 的矩陘 會是 unit, 而在
M2(
) 中所有 determinant 不是
0 的矩偃ㄦ|是 unit.
下一頁: The Hamilton quaternions
上一頁: 一些 Noncommutative Ring
前一頁: 一些 Noncommutative Ring
Administrator
2005-06-18