Aljabar nonasosiatif

aljabar atas medan dimana operasi perkalian biner tidak beranggap sebagai asosiatif

Sebuah aljabar nonasosiatif[1] (atau aljabar distributif) adalah aljabar atas medan dimana operasi perkalian biner tidak beranggap sebagai asosiatif. Artinya, struktur aljabar A adalah aljabar nonasosiatif atas medan K jika itu adalah ruang vektor atas K dan kelengkapan dengan operasi perkalian biner bilinear-K pada A × AA yang mungkin atau mungkin tidak asosiatif. Contohnya termasuk aljabar Lie, aljabar Jordan, oktonion, dan ruang Euklidean tiga dimensi kelengkapan dengan operasi produk silang. Karena perkalian tidak mengasumsikan asosiatif, penggunaan tanda kurung untuk menunjukkan urutan perkalian diperlukan. Misalnya, ekspresi (ab)(cd), (a(bc))d dan a(b(cd)) apabila semua dapat menghasilkan jawaban yang berbeda.

Meskipun penggunaan "nonasosiatif" ini berarti bahwa asosiatif tidak mengasumsikan, itu tidak berarti bahwa asosiatif tidak diperbolehkan. Dengan kata lain, "nonasosiatif" berarti "belum tentu asosiatif", seperti halnya "non-komutatif" berarti "belum tentu komutatif" untuk gelanggang nonkomutatif.

Aljabar adalah unital atau uniter jika memiliki elemen identitas e dengan ex = x = xe untuk semua x dalam aljabar. Misalnya, oktonion adalah unital, namun aljabar Lie bukan unital.

Struktur aljabar nonasosiatif dari A dipelajari dengan asosiasi dengan aljabar asosiatif lain yang merupakan subaljabar dari aljabar penuh endomorfisme-K pada A sebagai ruang vektor K. Dua seperti itu adalah aljabar turunan dan (asosiatif) aljabar menyelubungi, yang terakhir dalam arti "aljabar asosiatif terkecil A".

Lebih umum, beberapa penulis mempertimbangkan konsep aljabar nonasosiatif atas gelanggang komutatif R: Sebuah modul-R kelengkapan dengan operasi perkalian biner bilinear-R.[2] Jika sebuah struktur memenuhi semua aksioma gelanggang selain dari asosiatif (misalnya, aljabar R), maka secara alami adalah sebuah aljabar-, jadi beberapa penulis menyebut aljabar- nonasosiatif sebagai gelanggang nonasosiatif.

Aljabar dengan identitas

sunting

Struktur seperti gelanggang dengan dua operasi biner dan tidak ada batasan lain adalah kelas yang luas, yang terlalu umum untuk dipelajari. Untuk alasan ini, jenis aljabar nonasosiatif yang terkenal memenuhi identitas, atau sifat, yang menyederhanakan perkalian. Ini termasuk yang berikut.

Sifat biasa

sunting

Misalkan x, y dan z menyatakan elemen arbitrer aljabar A atas medan K. Misal pangkat ke bilangan bulat positif (bukan nol) didefinisikan secara rekursif oleh x1x dan lainnya xn+1xnx[3] (pangkat kanan) atau xn+1xxn[4][5] (pangkat kiri) tergantung pada penulis.

  • Unital: apabila terdapat elemen e sehingga ex = x = xe; dalam hal ini kita dapat mendefinisikan x0e.
  • Asosiatif: (xy)z = x(yz).
  • Komutatif: xy = yx.
  • Antikomutatif:[6] xy = −yx.
  • Identitas Jacobi:[6][7] (xy)z + (yz)x + (zx)y = 0 atau x(yz) + y(zx) + z(xy) = 0 tergantung pada penulisannya.
  • Identitas Jordan:[8][9] (x2y)x = x2(yx) atau (xy)x2 = x(yx2) tergantung pada penulisannya.
  • Alternatif:[10][11][12] (xx)y = x(xy) (alternatif kiri) dan (yx)x = y(xx) (alternatif kanan).
  • Fleksibel:[13][14] (xy)x = x(yx).
  • Asosiasi pangkat ke-n pada n ≥ 2: xn−kxk = xn untuk semua bilangan bulat k sehingga 0 < k < n.
    • Asosiatif pangkat ketiga: x2x = xx2.
    • Asosiatif pangkat keempat: x3x = x2x2 = xx3 (bandingkan dengan komutatif pangkat empat di bawah).
  • Asosiatif pangkat:[4][5][15][16][3] subaljabar yang dihasilkan oleh elemen adalah asosiatif, yaitu, asosiasi pangkat n untuk semua n ≥ 2.
  • Pangkat komutatif ke-n pada n ≥ 2: xn−kxk = xkxn−k untuk semua bilangan bulat k sehingga 0 < k < n.
    • Komutatif pangkat ketiga: x2x = xx2.
    • Komutatif pangkat keempat: x3x = xx3 (bandingkan dengan asosiatif pangkat keempat atas).
  • Komutatif pangkat: subaljabar yang dihasilkan oleh elemen apa pun adalah komutatif, yaitu, komutatif pangkat n untuk semua n ≥ 2.
  • Nilpoten dari indeks n ≥ 2: produk dari elemen n, dalam asosiasi, tidak untuk beberapa elemen n−1: x1x2xn = 0 dan terdapat elemen n−1 sehingga y1y2yn−1 ≠ 0 untuk asosiasi tertentu.
  • Nol dari indeks n ≥ 2: pangkat asosiatif dan xn = 0 dan apabila elemen y sehingga yn−1 ≠ 0.

Relasi diantara sifat

sunting

Untuk K dari karakteristik:

  • Asosiatif adalah alternatif.
  • Setiap dua dari tiga sifat alternatif kiri, alternatif kanan, dan fleksibel, adalah yang ketiga.
    • Jadi, alternatif adalah fleksibel.
  • Alternatif adalah identitas Jordan.[17][a]
  • Komutatif adalah fleksibel.
  • Antikomutatif adalah fleksibel.
  • Alternatif adalah pangkat asosiatif.[a]
  • Fleksibel adalah pangkat asosiatif ketiga.
  • Pangkat asosiatif kedua dan pangkat komutatif kedua adalah hakiki.
  • Pangkat asosiatif ketiga dan pangkat komutatif ketiga adalah ekuivalen.
  • Pangkat asosiasi ke-n adalah pangkat komutatif ke-n .
  • Nok dari indeks 2 adalah antikomutatif.
  • Nol dari indeks 2 adalah identitas Jordan.
  • Nilpoten indeks 3 adalah identitas Jacobi.
  • Nilpoten indeks n adalah nol indeks N dengan 2 ≤ Nn.
  • Unital dan nol indeks n bukan kompatibel.

Jika KGF(2) atau dim(A) ≤ 3:

Jika char(K) ≠ 2:

  • Alternatif kanan adalah pangkat asosiatif.[21][22][23][24]
    • Demikian pula, alternatif kiri adalah kekuatan asosiatif.
  • Unital dan identitas Jordan adalah fleksibel.[25]
  • Identitas Jordan dan fleksibel adalah pangkat asosiatif.[26]
  • Komutatif dan antikomutatif adalah nilpoten indeks 2.
  • Antikomutatif adalah nol dari indeks 2.
  • Unital dan antikomutatif bukan kompatibel.

Jika char(K) ≠ 3:

  • Unital dan identitas Jacobi bukan kompatibel.

Jika char(K) ∉ {2,3,5}:

  • Komutatif dan x4 = x2x2 (salah satu dari dua identitas yang mendefinisikan pangkat asosiatif keempat) adalah pangkat asosiatif.[27]

Jika char(K) = 0:

  • Pangkat asosiatif ketiga dan x4 = x2x2 (salah satu dari dua identitas yang mendefinisikan pangkat asosiatif keempat) adalah pangkat asosiatif.[28]

Jika char(K) = 2:

  • Komutatif dan antikomutatif adalah ekuivalen.

Asosiasi

sunting

Asosiasi pada A adalah peta multilinear-K   diberikan oleh

[x,y,z] = (xy)zx(yz).

Ini mengukur tingkat nonasosiasi dari  , dan apabila digunakan untuk mengekspresikan beberapa kemungkinan identitas yang dipenuhi oleh A.

Misalkan x, y dan z menyatakan elemen aljabar sebarang.

  • Asosiatif: [x,y,z] = 0.
  • Alternatif: [x,x,y] = 0 (alternatif kiri) dan [y,x,x] = 0 (alternatif kanan).
    • Ini menyatakan bahwa mengubah dua suku maka hal itu mengubah tanda: [x,y,z] = −[x,z,y] = −[z,y,x] = −[y,x,z]; konversinya hanya berlaku jika char(K) ≠ 2.
  • Fleksibel: [x,y,x] = 0.
    • Ini menyatakan bahwa mengubah istilah ekstrem mengubah tanda: [x,y,z] = −[z,y,x]; konversinya hanya berlaku jika char(K) ≠ 2.
  • Identitas Jordan:[29] [x2,y,x] = 0 atau [x,y,x2] = 0 tergantung penulisannya.
  • Pangkat asosiatif ketiga: [x,x,x] = 0.

Inti adalah himpunan elemen yang terkait dengan semua elemen lain:[30] yaitu, n di A sebagai

[n,A,A] = [A,n,A] = [A,A,n] = {0}.

Inti adalah subgelanggang asosiatif dari A.

Pusat dari A adalah himpunan elemen komutatif dan terkait dengan suatu di A, yang merupakan perpotongan dari

 

dengan inti. Ternyata untuk elemen C(A) cukup dua himpunan   adalah   untuk yang ketiga juga merupakan himpunan nol.

Contoh

sunting
  • Ruang Eullides R3 dengan perkalian yang diberikan oleh perkalian silang vektor adalah contoh aljabar yang antikomutatif dan bukan asosiatif. Produk silang juga memenuhi identitas Jacobi.
  • Aljabar Lie adalah aljabar yang memenuhi antikomutatifitas dan identitas Jacobi.
  • Aljabar medan vektor pada lipatan terdiferensiasi (jika K adalah R atau bilangan kompleks C) atau sebuah variasi aljabar (untuk umum K);
  • Aljabar Jordan adalah aljabar yang memenuhi hukum komutatif dan identitas Jordan.[9]
  • Setiap aljabar asosiatif memunculkan aljabar Lie dengan menggunakan komutator sebagai tanda kurung Lie. Sebenarnya setiap aljabar Lie apabila dikonstruksi dengan cara ini, atau merupakan subaljabar dari aljabar Lie yang dibuat dengan cara ini.
  • Setiap aljabar asosiatif pada medan karakteristik selain 2 memunculkan aljabar Jordan dengan mendefinisikan perkalian yang baru x*y = (xy+yx)/2. Berbeda dengan kasus aljabar Lie, tidak semua aljabar Jordan dapat dibuat dengan cara ini. Apabila yang bisa disebut khusus.
  • Aljabar alternatif adalah aljabar yang memenuhi sifat alternatif. Contoh aljabar alternatif yang paling penting adalah oktonion (aljabar atas riil), dan generalisasi oktonion atas medan lain. Semua aljabar asosiatif adalah alternatif. Hingga isomorfisme, satu-satunya alternatif riil dengan dimensi hingga, aljabar pembagian (lihat di bawah) adalah riil, kompleks, kuaternion dan oktonion.
  • Pangkat aljabar asosiatif, adalah aljabar yang memenuhi pangkat identitas asosiatif. Contohnya mencakup semua aljabar asosiatif, semua aljabar alternatif, aljabar Jordan pada medan selain GF(2) (lihat bagian sebelumnya), dan sedenion.
  • Aljabar kuaternion hiperbolik atas R, yang merupakan aljabar eksperimental sebelum adopsi ruang Minkowski untuk relativitas khusus.

Lebih banyak kelas aljabar:

Ada beberapa sifat yang mungkin familiar dari teori gelanggang, atau dari aljabar asosiatif, yang tidak selalu benar untuk aljabar nonasosiatif. Tidak seperti kasus asosiatif, elemen dengan invers perkalian (dua sisi) mungkin juga merupakan pembagi nol. Misalnya, semua elemen bukan-nol dari sedenion memiliki invers dua sisi, namun beberapa di antaranya juga merupakan pembagi nol.

Aljabar nonasosiatif bebas

sunting

Aljabar nonasosiatif bebas pada himpunan X atas medan K didefinisikan sebagai aljabar dengan basis yang terdiri dari semua monomial nonasosiatif, produk formal hingga dari elemen kurung penahan X. Produk dari monomial u, v dengan (u)(v). Aljabar adalah unital apabila jika mengambil produk kosong sebagai monomial.[31]

Kurosh membuktikan bahwa setiap subaljabar dari aljabar nonasosiatif bebas adalah bebas.[32]

Aljabar terkait

sunting

Sebuah aljabar A atas medan-K khususnya adalah ruang vektor-K dan dengan demikian apabila mempertimbangkan aljabar asosiatif EndK(A) dari endomorfisme ruang vektor linear-K dari A. Apabila mengasosiasikan struktur aljabar pada A dua subaljabar EndK(A), aljabar turunan dan (asosiatif) sampul aljabar.

Aljabar turunan

sunting

Sebuah turunan pada A adalah peta-D dengan sifat

 

Turunan pada A sebagai bentuk subruang DerK(A) di EndK(A). Komutator dari dua turunan merupakan turunan terus, sehingga braket Lie diberikan oleh DerK(A) struktur aljabar Lie.[33]

Sampul aljabar

sunting

Ada peta linear L dan R yang melekat pada setiap elemen a dari aljabar A:[34]

 

Sampul aljabar asosiatif atau aljabar perkalian dari A adalah aljabar asosiatif yang dihasilkan oleh peta linear kiri dan kanan.[29][35] pusat dari A adalah pemusat aljabar sampul dalam aljabar endomorfisme EndK(A). Sebuah aljabar adalah pusat jika pusat massanya terdiri dari kelipatan skalar K dari identitas.[16]

Beberapa identitas yang mungkin dipenuhi oleh aljabar nonasosiatif dapat dengan mudah diekspresikan dalam bentuk peta linear:[36]

  • Komutatif: setiap L(a) sama dengan kesesuaian R(a);
  • Asosiatif: setiap L komuter dengan R;
  • Fleksibel: setiap L(a) komutatif dengan R(a);
  • Jordan: setiap L(a) komutatif dengan R(a2);
  • Alternatif: setiap L(a)2 = L(a2) dan juga untuk kanan.

Wakilan kuadrat Q didefinisikan oleh:[37]

 

atau ekuivalen

 

Artikel tentang aljabar sampul universal menjelaskan konstruksi kanonik dari aljabar sampul, serta teorema tipe-PBW. Untuk aljabar Lie, aljabar bungkus tersebut memiliki sifat universal, yang tidak berlaku, secara umum, untuk aljabar nonasosiatif. Contoh yang terkenal adalah, aljabar Albert, aljabar Jordan tidak menyampul oleh konstruksi kanonik dari aljabar yang sampul untuk aljabar Jordan.

Lihat pula

sunting

Kutipan

sunting
  1. ^ Schafer 1995, Bab 1.
  2. ^ Schafer 1995, hlm. 1.
  3. ^ a b Albert 1948a, hlm. 553.
  4. ^ a b Schafer 1995, hlm. 30.
  5. ^ a b Schafer 1995, hlm. 128.
  6. ^ a b Schafer 1995, hlm. 3.
  7. ^ Okubo 2005, hlm. 12.
  8. ^ Schafer 1995, hlm. 91.
  9. ^ a b Okubo 2005, hlm. 13.
  10. ^ Schafer 1995, hlm. 5.
  11. ^ Okubo 2005, hlm. 18.
  12. ^ McCrimmon 2004, hlm. 153.
  13. ^ Schafer 1995, hlm. 28.
  14. ^ Okubo 2005, hlm. 16.
  15. ^ Okubo 2005, hlm. 17.
  16. ^ a b Knus et al. 1998, hlm. 451.
  17. ^ Rosenfeld 1997, hlm. 91.
  18. ^ Jacobson 1968, hlm. 36.
  19. ^ Schafer 1995, hlm. 92.
  20. ^ Kokoris 1955, hlm. 710.
  21. ^ Albert 1948b, hlm. 319.
  22. ^ Mikheev 1976, hlm. 179.
  23. ^ Zhevlakov et al. 1982, hlm. 343.
  24. ^ Schafer 1995, hlm. 148.
  25. ^ Bremner, Murakami & Shestakov 2013, hlm. 18.
  26. ^ Bremner, Murakami & Shestakov 2013, hlm. 18–19, fact 6.
  27. ^ Albert 1948a, hlm. 554, lemma 4.
  28. ^ Albert 1948a, hlm. 554, lemma 3.
  29. ^ a b Schafer 1995, hlm. 14.
  30. ^ McCrimmon 2004, hlm. 56.
  31. ^ Rowen 2008, hlm. 321.
  32. ^ Kurosh 1947, hlm. 237–262.
  33. ^ Schafer 1995, hlm. 4.
  34. ^ Okubo 2005, hlm. 24.
  35. ^ Albert 2003, hlm. 113.
  36. ^ McCrimmon 2004, hlm. 57.
  37. ^ Koecher 1999, hlm. 57.

Catatan

sunting
  1. ^ a b Ini mengikuti dari teorema Artin.

Referensi

sunting