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单位元和仍为单位元的环

交换代数 2025-04-22 v6

摘要

若一个环中单位元之和总为单位元或幂零元,则称其为*单位加性*环。例如,k[X]k[X]k[X]/(X2)k[X]/(X^2) 是单位加性的,但 Z\mathbb Z 不是。我们证明了一个关于半群环中单位加性的广泛定理,其中表明仿射半群环 A[M]A[M] 是单位加性的当且仅当 AA 是单位加性的且 MM 无非平凡可逆元。转向代数几何,我们证明代数闭域 kk 上的不可约仿射簇 VV 具有单位加性坐标环当且仅当任意多项式映射 VkV \rightarrow k 都有根。这进而将 Ak1\mathbb A^1_k 归入满足代数基本定理某种版本的那类簇中。具体到椭圆曲线,我们证明椭圆曲线的仿射坐标环总是单位加性的。单位加性概念引出了相关概念单位维数——即一个整环距离单位加性有多远?结果表明单位维数为 1 的环颇具趣味,因为它们包含数域的整数环、所有幂级数环以及大多数局部环。我们构造了具有任意单位维数的环,并证明在仿射情形下单位维数以上界受 Krull 维数限制。我们还构造了整环 DD 的*单位加性闭包*,即 DD 的分式域中最小的单位加性子环,作为 DD 中某乘法集的局部化。通篇中,我们与 PID、欧几里得整环以及 UU 性质等已被充分研究的结构建立了联系。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.11036,
  title  = {Rings where a non-nilpotent sum of units is a unit},
  author = {Neil Epstein and Jay Shapiro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.11036},
  year   = {2025}
}

备注

We made changes to exposition and references, and corrected some minor errors, due to the referee's suggestions. Also, we corrected the proof of Theorem 4.1. 24 pages