请求利用定义证明:右S-模N是环S的子模
证明:环$S$的右$S$-模子集$N$是$S$的子模
嘿,咱们先把核心定义摆出来,这样证明起来逻辑更顺:
- $S$自身作为右$S$-模:$S$靠环里的加法和右乘法就能构成右$S$-模,简单说就是对任意$a,b∈S$、$s∈S$,加法和乘法的分配律、结合律都满足模的要求。
- 右$S$-模的子模:要是$M$是个右$S$-模,$N$是$M$的非空子集,得满足俩条件才算子模:
- $N$得是$M$的加法子群——说白了就是$N$里随便两个元素加起来、减完都还在$N$里;
- 右乘法得封闭——$N$里的元素乘上$S$里的元素,结果还得在$N$里。
现在题目说$N$是$S$的子集,而且$N$自己就是个右$S$-模,要证$N$是$S$(作为右$S$-模)的子模,咱们一步步来:
第一步:确认$N$是$S$的加法子群
既然$N$是右$S$-模,那它本身关于加法肯定是个交换群对吧?那:
- 随便拿$N$里的两个元素$n_1$、$n_2$,$n_1 + n_2$肯定还在$N$里(模的加法封闭性);
- $N$里有零元,而且因为$N$是$S$的子集,这个零元就是$S$的零元;
- 每个$N$里的元素$n$,它的逆元$-n$也在$N$里,加起来等于零元。
这完全符合$S$的加法子群的要求,所以这一步没问题。
第二步:验证右乘法的封闭性
因为$N$是右$S$-模,所以对任意$n∈N$、$s∈S$,$n$和$s$做右模运算的结果肯定在$N$里。而这里$N$是$S$的子集,$S$作为右$S$-模的运算就是环本身的右乘法,所以这个模运算的结果就是环里的乘积$ns$,自然$ns∈N$。
结论
这俩条件都满足了,那$N$肯定就是$S$(作为右$S$-模)的子模啦~
内容的提问来源于stack exchange,提问作者siwar
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