如何证明$R[x]/(x^2)\simeq R[x]/((x-1)^2)$?求解证方法
我试着用商环的泛性质来推导这个同构,过程是这样的:
首先构造一个复合映射:
$$R[x]\rightarrow R[x]\rightarrow R[x]/((x-1)^2)$$
映射的具体规则是$x\mapsto x-1\mapsto x-1+(x-1)^2$。
这里第一个映射(把$x$映射到$x-1$的环同态)其实是一个环同构,因为它有明确的逆映射:把$x$送到$x+1$,很容易验证二者互逆。第二个映射是标准的商环投影同态,它的核就是理想$(x-1)^2$。
不过我这里一开始犯了个错误:我误以为复合映射的核就是$(x-1)2$,但其实不对——复合映射的核应该是第一个同构映射的原像,也就是$\varphi{-1}((x-1)2)$(其中$\varphi$是第一个同构)。而因为$\varphi(x)=x-1$,所以$\varphi(x2)=(x-1)2$,反过来$\varphi{-1}((x-1)2)=(x2)$,这才是复合映射真正的核。
我当时错误地认定复合映射的核是$(x-1)2$,所以才会觉得理想$(x2)$不包含在这个核里,导致推导卡住。其实纠正这个错误后,我们就能用商环的泛性质(或者说第一同构定理)来完成证明了:
因为复合映射$\pi\circ\varphi$($\pi$是商投影)是一个满同态($\varphi$是同构,$\pi$是满射,所以复合后也是满射),它的核是$(x^2)$,根据第一同构定理,就有:
$$R[x]/(x^2)\cong R[x]/((x-1)^2)$$
这样就完成了证明,之前的问题完全是因为搞错了复合映射的核导致的~
内容的提问来源于stack exchange,提问作者user557

