Rの直和とR-加群が同型

Last-modified: Tue, 28 May 2019 17:10:27 JST (1798d)
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(定理) Rの直和とR-加群が同型

仮定

  • \( M \)自由R-加群
  • \( \{m_\lambda\}_{\lambda\in\Lambda} \) は基底

主張

写像 \( \phi \)

\[ \phi: \bigoplus_{\lambda\in\Lambda} R \longrightarrow M: \{r_\lambda\} \longmapsto \sum_{\lambda\in\Lambda}r_\lambda m_\lambda \]

と定義すると、 \( \phi \) はR-加群としての同型写像。

証明

まずは \( \phi \) がR-準同型写像であることを示す。
\( r ~(\in R) \)\( \{r_\lambda\}~(\in \bigoplus_{\lambda\in\Lambda} R) \) に対し、

\[ \phi(r\{r_\lambda\}) = \phi(\{rr_\lambda\}) = \sum_{\lambda\in\Lambda} rr_\lambda m_\lambda = r\sum_{\lambda\in\Lambda}r_\lambda m_\lambda = r\phi(\{r_\lambda\}) \]

次に \( \phi \) が全単射であることを示す。しかしこれは \( \{m_\lambda\} \) が基底であることと同値である。