ESKĠġEHĠR
BĠLECĠK
ANADOLU ÜNĠVERSĠTESĠ ġEYH EDEBALĠ ÜNĠVERSĠTESĠ
Fen Bilimleri Enstitüsü
Matematik Ana Bilim Dalı
SIP ÖZELLĠĞĠNE SAHĠP GENELLEġTĠRĠLMĠġ ADS
MODÜLLER
Kübra ÜLGER KÖSE
Yüksek Lisans
Tez DanıĢmanı
Doç. Dr. Figen TAKIL MUTLU
BĠLECĠK, 2019
Ref. No:10267979ESKĠġEHĠR
BĠLECĠK
ANADOLU ÜNĠVERSĠTESĠ ġEYH EDEBALĠ ÜNĠVERSĠTESĠ
Fen Bilimleri Enstitüsü
Matematik Ana Bilim Dalı
SIP ÖZELLĠĞĠNE SAHĠP GENELLEġTĠRĠLMĠġ ADS
MODÜLLER
Kübra ÜLGER KÖSE
Yüksek Lisans
Tez DanıĢmanı
Doç. Dr. Figen TAKIL MUTLU
ESKĠġEHĠR
BILECIK
ANADOLU UNIVERSITY SEYH EDEBALI UNIVERSITY
Graduate School of Sciences
Department of Mathematics
GENERALIZED ADS MODULES WITH THE SIP
Kübra ÜLGER KÖSE
Master’s Thesis
Thesis Advisor
Assoc. Prof. Dr. Figen TAKIL MUTLU
TEġEKKÜR
Bu çalışmanın hazırlamasında, sunulmasında, başında ve sonunda; heran emek veren, ilgi ve alakalarını hiç eksik etmeyen saygı değer hocam, Doç. Dr. Figen TAKIL MUTLU‟ ya sonsuz minnet ve teşekkürlerimi sunarım.
Ayrıca benim tüm eğitim hayatımı tek başına sırtlayan, bana her daim güven veren, yol gösteren fedakar annem Gülsün SÜZGÜN‟e bana verdiği her emek için çok teşekkür ederim.
Son olarak kıymetli eşim Ozan KÖSE‟ye desteği ve yardımları için çok teşekkür ederim.
BEYANNAME
Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Yazım Kılavuzu‟na uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında, tez içindeki tüm verileri akademik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi, görsel ve yazılı tüm bilgi ve sonuçların akademik ve etik kurallara uygun olarak sunulduğunu, kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapılmadığını, başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda ilgili eserlere bilimsel normlara uygun olarak atıfta bulunulduğunu, tezde yer alan verilerin bu Üniversite veya başka bir üniversitede herhangi bir tez çalışmasında kullanılmadığını beyan ederim.
11/07/ 2019
SIP ÖZELLĠĞĠNE SAHĠP GENELLEġTĠRĠLMĠġ ADS MODÜLLER
ÖZET
1970‟ de Fuchs tarafından tanımlanan, modüller için mutlak dik toplanan özelliği (absolute direct summand property, kısacası Ads ) son yıllarda revaçta olan bir araştırma konusudur. 1986 yılında Wilson modüller için dik toplanan arakesit özelliği (summand intersection property ya da kısacası SIP ) kavramını tanımladıktan sonra birçok matematikçi bu özellik üzerinde araştırmalar yaptı ve halen yapmaktadır. Bu iki kavram her ne kadar bağlantılıymış gibi gözüksede birbirinden tamamen farklı kavramlardır. 2015 yılında Takıl Mutlu, hem Ads hem de SIP özelliğini sağlayan yeni bir modül sınıfı olan SA-modül kavramını literatüre kazandırmıştır.
Bu tezde, Ads ve SIP özelliğini sağlayan modül sınıfının bir genelleştirilmesi yapılmıştır. Bu amaçla önce çalışmamızda kullanacağımız modül teorinin temel kavramları ve teoremler verilmiştir.
İkinci bölümde, SA modüller olarak bilinen Ads ve SIP özelliğini sağlayan modül sınıfının bazı özellikleri ispatlarıyla birlikte verilmiştir.
Son bölümde ise, SA modüllerin bir genelleştirmesi olan SA-extending modüller tanımlanmıştır. Keyfi bir halka üzerinde tanımlı bir modülün SA-extending olması için gerek ve yeter koşul verilmiştir. Ayrıca, iki SA-SA-extending modülün dik toplamının SA-extending olması için gerekli koşul verilmiştir.
GENERALIZED ADS MODULES WĠTH THE SIP ABSTRACT
In 1970, Fuchs defined modules for the absolute direct summand property (Ads) in recent years is a subject of popular research. After defining the summand intersection property (SIP) for Wilson modules in 1986, many mathematicians have done many researches on this feature and still do it. Although these two concepts seem to be connected, they are completely different concepts. In 2015, Takıl Mutlu added the concept of SA-module, which is a new module class that provides both Ads and SIP property.
In this thesis, a generalization of the class of modules that provides Ads and SIP property is made. Firstly, basic notions and theorems in the module theory which will be used in this work are given.
Then, some of the properties of the class of module that provides the Ads and SIP property known as SA modules are given with their proofs.
Finally, SA-extending modules, as a generalization of SA modules, are defined. Necessary and sufficient conditions for a module on an arbitrary ring to be extending are given. Also a condition for the direct sum of two SA-extending modules to be an SA-SA-extending module is provided.
ĠÇĠNDEKĠLER Sayfa No TEġEKKÜR ... BEYANNAME ... ÖZET... I ABSTRACT ... II ĠÇĠNDEKĠLER ... III ġEKĠLLER DĠZĠNĠ ... IV SĠMGELER ve KISALTMALAR DĠZĠNĠ ... V 1. GĠRĠġ... 1
1.1. Ayrıştırılamaz (Indecomposable ) Modüller ... 1
1.2. Büyük (Essential) Alt modüller ... 2
1.3. Tümleyen (Complement] Alt Modüller ... 8
1.4. İnjektif Ve Projektif Modüller ... 11
1.5. Extending (CS), Yarı-Sürekli (Quasi-Continuous) Ve Sürekli (Continuous) Modüller ... 14
1.6. Mutlak Dik Toplanan Özelliğine Sahip (Ads) Modüller ... 19
2. SA-MODÜLLER ... 23
3. SA-EXTENDĠNG MODÜLLER ... 25
KAYNAKLAR ... 41 ÖZ GEÇMĠġ ...
ġEKĠLLER DĠZĠNĠ
ġekil 1.1. h f g homomorfizması ġekil 1.2. f hg homomorfizması ġekil 1.3. | Y homomorfizması ġekil 1.4. g f h homomorfizması
SĠMGELER ve KISALTMALAR DĠZĠNĠ 1
Eleman 2 En az bir 3 Her 4 Alt küme 5
Kesişim 6 İse7 Gerek ve yeter şart 8
İzomorf9 ker f f ‟nin çekirdeği 10 Im f f ‟nin görüntüsü 11 Alt modül
12 d Dik toplanan alt modül 13 e Essential alt modül 14 c Tümleyen alt modül
15 i
i I
M
Mi‟lerin dik toplamı16 i
i I
M
Mi‟lerin dik çarpımı17 End M R( ) M ‟nin R endomorfizmalar halkası 18 E M( ) M ‟nin injektif hull‟ı
19 Tam sayılar halkası 20 Rasyonel sayılar halkası
1.GĠRĠġ
Bu bölümde çalışmamızda kullandığımız temel tanım ve teoremler ispatları ile birlikte verilmiştir.
1.1 AyrıĢtırılamaz (Indecomposable) Modüller
Tanım 1.1.1. M bir Rmodül ve N M olsun. NN0 ve M N N olacak şekilde N M varsa M‟ye N ile N‟nün dik toplamı ve N ile N alt modüllerine de M‟nin dik toplananları denir. M N N ve N N, d M şeklinde gösterilir.
Örneğin, modülünün alt modülleri n (n ) şeklindedir. ,
n m
için n m 0 olduğundan n ve m alt modülleri dik toplanan şeklinde yazılmaz.
Tanım 1.1.2. Bir M Rmodülünü M N1N2 şeklinde yazılabilecek herhangi
1
N , N alt modülleri yoksa 2 M modülüne ayrıĢtırılamaz (indecomposable)‟dır denir.
Örneğin, Rasyonel sayılar , modül olarak ayrıştırılamazdır. Eğer ayrıştırılamaz değilse N1N2 olacak şekilde sıfır ve ‟dan farklı N , 1
2 N vardır. Bu durumda 0 a N1 b ve 1 2 1 0 a N b için 1 1 1 1 2 1 0 b a. .a b a. .a N N 0 b b
olur ki bu N1N2 0 olmasıyla çelişir. O halde ayrıştırılamazdır.
Tanım 1.1.3. M bir Rmodül olsun. A, BM olsun. A ve B‟nin toplamı
: ,
A B a b a A bB
Sonuç 1.1.4. (Modüler Kural) M bir Rmodül olsun. C B M ve A M olsun. Bu durumda ( ) ( ) C AB B AC dir. Kanıt: (AB) A ve (AB)B olduğundan C(AB) C A ve ( ) C AB C B’dir C(AB) C B ve CB olduğundan C B B dir. O halde ( ) ( ) C AB B CA (1.1) Tersine b B (AC) alalım. Bu durumda b a c olacak şekilde aA ve c C vardır. b a c a b c A B b a c C (AB) olduğundan ( ) ( ) B A C C AB (1.2) (1.1) ve (1.2)‟den B(A C ) C (AB)‟dir.
1.2 Büyük (Essential) Alt Modüller
Tanım 1.2.1. M bir Rmodül ve N M olsun. Her 0X M için 0
N X ise M ‟ye N ‟nin essential genişlemesi ve N ‟ye de M ‟nin essential alt modülü denir. N e M ile gösterilir.
Önerme 1.2.2. M bir Rmodül olsun. Bu durumda
(i) K e M olması için gerekli ve yeterli şart m 0 için KmR0‟dır. (ii) X Y M için X e M olması için gerekli ve yeterli şart X eY ve e
(iii) Ne M ve K M ise N K e K‟dır .
(iv) Ni e Ki (1 i t) ise
N1 ... Nt
e K1 ... Kt
‟dir. (v) K N M için N e MK K ise Ne M‟dir .
(vi) m M ve NM için m N1
r R mr: N
kümesini tanımlayalım. 1 R m N R ‟dir. Ayrıca 1 e e R N Mm N R dir . (vii) Ni Mi M ve i i M M
olsun. i e i i i N M M
olması içingerek ve yeter şart i I için Ni e Mi‟dir.
(viii) f :M N bir homomorfizma ve Be N f1( )B e M‟dir . Kanıt:
(i) K e M ve 0 m M olsun. O halde gösterelim ki 0mrK olacak biçimde rR vardır. Gerçekten de R halkası birimli olduğundan
m mR ‟dir. Böylece mR alt modülü boştan farklıdır. K e M ise KmR0 dır. Dolayısıyla 0 mr K olacak biçimde rR vardır.
Tersine, 0 m L M olsun. Varsayımdan 0mrK olacak şekilde rR vardır. Ayrıca mrL‟dir. Böylece K L 0 olup Ke M ‟dir.
(ii) X Y M için X e M olsun. Göstereceğiz ki X eY ve Y e M dir. Gerçekten de 0 L Y olsun. O halde 0 L M‟dir. Kabulden X L 0 ‟dır. Her 0 L Y ve X Y olduğundan X eY‟dir. Şimdi 0 K M olsun. Kabulden X e M olduğundan X K 0‟dır. Gene kabulden X Y ve
, ,
X Y K M olduğundan
0 X K Y K
Tersine, X Y M olmak üzere X eY ve Y e M olsun. Göstereceğiz ki X e M ‟dir. 0 B M için Y e M olduğundan 0 Y B Y‟dir. X eY olduğundan
0 X(YB)(X Y) B X B
dir. O halde X B 0 yani X e M ‟dir.
(iii) 0X K olsun. Göstereceğiz ki (NK)X 0’dır. Gerçekten de e
N M olduğundan N X 0’dır.
0NX N(KX)(NK)X
O halde N K e K‟dır.
(iv) İspatı t üzerinden tümevarımla yapalım. t1 için açıktır. 2
t için N1e K1, N2 e K2 olsun. Göstereceğiz ki (N1N2)e(K1K2) dir. A(K1K2) ve (N1N2) A 0 olsun. N1(N2A)0 ve N1e K olduğundan N1 0 olamaz. N2 A 0‟dır. Aynı şekilde N2 0 olamaz.
0 A ‟dır. tk için N1e K1, N2 e K2 , … , Nk e Kk iken 1 2 1 2 (N N ... Nk)e(K K ... Kk) olsun.
Şimdi t k 1 için doğruluğunu kontrol edelim.
1 2 1 ( ... k ) S K K K ve (N1N2 ... Nk1) S 0 olsun. 1 ( 2 ... k 1 ) 0 N N N S ise (N2 ... Nk1S)0‟dır. (N1e K1) 2 ( 3 ... k 1 ) 0 N N N S ise (N3 ... Nk1S)0‟dır. (N2 e K2) Bu şekilde devam edersek S 0‟dır. O halde
1 1 1 1
Bu özellik sonlu olmayan bir indeks kümesi için doğru değildir.
Örneğin, modül göz önüne alalım. n için n e ‟dir. Fakat
0 n n e dir.
(v) Y M ve Y N 0 olsun. İki durumu kontrol etmeliyiz. Eğer YK ise 0 Y N Y olur. N e M ‟dir. Eğer K Y ise 0 Y M K K dır. Şimdi Y N 0 K K olsun. e N M K K olduğundan 0 Y
K ‟dır. Dolayısıyla YK‟dır. Kabulümüzle çelişti. O halde N e M ‟dir. (vi) İlk olarak 1 R m N R olduğunu gösterelim. 0R ve m0 0 N olduğundan 1 0m N ve 1 m N ‟dır. r r1, 2m N1 ve sR alalım. 1 2 (1 2) mr mr m r r N olduğundan 1 1 2 (r r)m N ‟dir. 1 1 (mr s) m r s( )N
ve buradan r s1 m N1 ‟dir. Böylece m N1 RR‟dir. Şimdi göstereceğiz ki N e M iken
1
e R
m N R ‟dir. Gerçekten de m M ve 0 RR olsun. Eğer m 0 ise
m N m 1 0 m N dır.
Eğer m 0 ise 0 m N
dır. O halde mr N olacak şekilde 0 r vardır. 1 mrN r m N olduğundan 1 0 m N ‟dır. Dolayısıyla 1 R m N R ‟dir.
(vii) i2 için bakalım. N1N2e M1M2 fakat N1 e M olsun. Bu 1 durumda N1 L 0 olacak şekilde 0 L M1 vardır. (N1N2) L 0‟dır. Gerçekten de l(N1N2)L alınsın. l n1 n2 olacak şekilde n1N1,
2 2
n N vardır. n2 l n1 M1M2 0 olup l n1 N1 L 0‟dır. Bu sebeple (N1N2) L 0‟dır. N1N2 e M1M2 olduğundan L0‟dır. Bu ise kabulle çelişir. O halde N1e M1‟dir. Benzer şekilde N2 e M2 de gösterilir. n‟ye göre tümevarım uygulayıp genel sonuç bulunabilir.
Tersine K1e M1 ve K2 e M2 ise K1K2e M1M2 olduğunu gösterelim. 0 x1 x2 M1M2 alınsın. x10 ise x2 0 olmalı. K2 e M2 olduğundan 0x r2 K2 olacak biçimde r vardır. 0(x1x r2) K1K2 olması nedeniyle K1K2 eM1M2‟dir. x2 0 olursa x10 olup benzer şekilde aynı sonuç bulunur. x x1, 2 0 olsun. K1e M1 olduğundan 0x r1 1K1 olacak biçimde r1 var. Eğer x r2 1K2 ise K1K2 0 olması x r1 1x r2 10 olmasını gerektirir. Böylece (x1x r2)1K1K2 olur. Eğer x r2 1K2 ise
2 1 0
x r ‟dır. K2 e M2 olduğundan 0(x r r2 1)2K2 olacak biçimde r2 vardır. K1K2 0 olması nedeniyle x r r1 1 2x r r2 1 2 0‟dır. Ayrıca
1 2 1 2 1 2
(x x r r) K K ‟dir. K1K2 e M1M2‟dir. n‟ye göre tümevarım uygulayıp genel sonuç bulunabilir.
(viii) f1( )B U 0 olacak şekilde UM olsun. x B f U( ) için ( )
x f u olacak şekilde u U vardır. x f u( )B olduğundan
( ) ( )
f u f U B ve böylece u U f1( )B 0‟dır. Bu durumda
( ) (0) 0
x f u f
dır. Yani f U( ) B 0‟dır. Be N olduğundan f U( )0‟dır. O halde
1 ker (0) U f f ‟dır. 1 1 (0) ( ) f f B dir. Böylece 1 ( ) 0 U f B U dır.
Örnek 1.2.3. , modülünün her alt modülü essential‟dir. Bunu görmek için
1
N ve a N1 alalım. r vardır ki arN1‟dir. Gerçekten p a q , 1 1 2 k k N k , r qk k2 olsun. 1 2 1 1 2 k p ar qk pk N q k
Tanım 1.2.4. 0 M , Rmodül olsun. Eğer 0 K M aynı zamanda K e M ise M‟ye uniform (düzgün) modül denir.
Örneğin , M / modülüne bakalım.
1 1 2 N , 2 1 3 N 2 3 k t x ( ,k t ) olsun. 2x 0 3x 0 0 x dır. N 1 e M ve N2 e M , M düzgün değildir.
1.3 Tümleyen (Complement) Alt Modüller
Tanım 1.3.1. M bir Rmodül ve X M olsun. Eğer X eY M iken X Y ise X alt modülüne M‟de kapalı (closed) alt modül denir.
Örneğin, modülünün 0 ve kendinden başka kapalı alt modülü yoktur.
Tanım 1.3.2. M bir Rmodül ve X M olsun. X Y 0 özelliğini sağlayan maksimal Y modülüne X ‟in M ‟de ki tümleyeni denir.
Önerme 1.3.3. M bir Rmodül X Y, M ve X Y 0 olsun. Bu durumda YK olacak şekilde X ‟in bir K tümleyeni vardır (Anderson ve Fuller, 1974).
Sonuç 1.3.4. Bir M modülünde her alt modülün tümleyeni vardır.
Kanıt: M bir Rmodül ve X M olsun. X 0 0 olup (Önerme 1.3.3„den) X ‟ in bir 0 K olan tümleyeni vardır.
Önerme 1.3.5. M bir Rmodül olsun. X M ve X ‟in bir tümleyeni Y M ise X Y e M ‟dir.
Kanıt. X Y 0 olduğundan X Y X Y M‟dir. K M ve (X Y)K 0 olsun. (X Y)K 0 ise (X Y)K (X Y)K ‟dir. O halde (X Y)K X (YK)‟dir. X(YK)0 olur. Y , X ‟in tümleyeni olduğundan, Y K Y‟dir. Y K 0 olduğundan K0‟dır. Böylece X Y e M ‟dir.
Teorem 1.3.6. M bir Rmodül veX, Y M olsun. X Y 0 özelliğine göre Y‟nin maksimal olabilmesi için gerek ve yeter koşul
(X Y) /Y e M Y/ olmasıdır.
Kanıt. (X Y) /YK Y/ 0 olacak şekilde Y K M olsun. O halde
(X Y) /YK Y/ Y Y/ ve (X Y)KY‟dir. Modüler kuraldan (XK) Y Y‟dir. O halde X K Y ‟dir. X K X Y ve X Y 0 olduğundan X K 0‟dır. X ile arakesiti 0 olan maksimal alt modül Y olduğundan KY ve K Y/ 0‟dır.
Tersine X, Y M ve (X Y) /Y e M Y/ olsun. X U 0 ve Y U M olacak biçimde keyfi bir a(XY)U alalım. a x y olacak şekilde x X , yY vardır. x a y X U 0 olduğundan x0‟dır. Böylece a y Y olduğundan (X Y)U Y‟dir. O halde kabulden
Tanım 1.3.7. M bir Rmodül ve X M olsun. X ‟in M ‟de tümleyeni olduğu bir Y M varsa X ‟e M ‟de tümleyen alt modül denir. X c M şeklinde gösterilir.
Her dik toplanan modül tümleyen alt modüldür. Örneğin, X A B A N X ve N B 0 olsun.
( ) ( )
N NX N AB A NB A
Ama tersine her tümleyen alt modül dik toplanan olmak zorunda değildir.
Örneğin, K bir cisim V ‟de K üzerinde boyutu 3 olan vektör uzayı olsun.
1 2 3 V v Kv Kv K alalım. Bu durumda : , 0 k v R k K v V k
matris işlemleri ile tanımlı birimli değişmeli ve indecomposable bir halkadır.
1 0 : 0 0 R v k I kKR 2 0 : 0 0 R v k J kKR 3 0 : 0 0 R v k L kKR
olsun. O halde J(IL)0, I(JL)0, L(IJ)0 olur ve sırasıyla (IL), (JL), (IJ) bu özelliğe göre maksimal alt modüllerdir.
Yani (I L)c RR, (JL)c RR, (IJ)c RR‟dir ancak sırasıyla (IL) d RR, (JK) d RR, (IJ) d RR‟dir.
Önerme 1.3.8. M bir Rmodül olsun. AM ve Ae Bc M olacak şekilde BM vardır. B‟ye A‟nın M‟de ki kapanıĢı (closure) denir.
Kanıt: Önerme 1.3.3.‟den A, A‟nın M‟de ki tümleyeni olsun. O halde A de M‟de AB olacak biçimde bir B tümleyeni vardır. O halde bir kK, aA ve 0 a A vardır ki a k a şeklinde yazılabilir.
0 a a k A B
O halde a 0 ve 0 a k A K olur. Böylece Ae Bc M ‟dir.
Önerme 1.3.9. M bir Rmodül ve X M olsun. X ‟in M ‟de tümleyen alt modül olması için gerek ve yeter koşul X eY M iken X Y olmasıdır. Kanıt: X c M ve X eY Molsun. Öyleyse bir KM vardır ki X , K‟nın
M‟de ki tümleyen alt modülüdür ve K X 0 özelliğine göre X maksimaldir. e
X Y ve K e K olduğundan Önerme 1.1.1 (iv)‟den 0 K X e KY
O halde K Y 0 dır. X , K‟nın tümleyeni idi. O halde X Y ‟dir. Önerme1.3.8‟den X eY c M ‟dir. Kabulümüzden X Y ‟dir. O halde
c
X M ‟dir.
1.4. Ġnjektif Modüller
Tanım 1.4.1. R bir halka ve I bir Rmodül olsun. Her f :AB birebir homomorfizması ve g A: I homomorfizması için h f g şartını sağlayan bir h B: I homomorfizması varsa I‟ya injektif modül denir .
Teorem 1.4.2. (Baer Kriteri) I bir Rmodül olsun. I modülünün injektif olması için gerek ve yeter koşul her U (sağ) ideali için her :k U IR modül homomorfizmasının bir m R: IR modül homomorfizmasına genişletilebilmesidir (yani | m Uk olmasıdır) (Sharpe ve Vamos, 1972).
Tanım 1.4.3. ( , )G bir grup olsun. x G ve n için nyx olacak biçimde yG varsa G ye divisible grup denir.
Örneğin, divisible grup değil ancak divisible gruptur.
Teorem 1.4.5. Bir D grubunun injektif olması (D injektif) için gerek ve yeter şart D‟nin divisible olmasıdır.
Kanıt: D injektif ( modül) grup, d D ve n0, n alalım. Her m için f m( )nm olmak üzere f : ve m için g m( )md olmak üzere
:
g D fonksiyonlarını tanımlayalım. f „nin bir monomorfizma, g‟nin bir homomorfizma olduğu açıktır. D injektif olduğundan g h f olacak biçimde bir :h D homomorfizma vardır. Yani
Şekil 1.2. : f hg homomorfizması. Bu durumda (1) ( )(1) ( (1)) d g h f h f h n( )h n( .1) nh(1)nD
Tersine D divisible olsun. Baer Kriteri ile D‟nin injektif olduğunu görelim.
‟nin herhangi bir 0 I idealinden D‟ye keyfi bir f :I D homomorfizmasını alalım. n0, n olmak üzere In . D divisible olduğundan f n( )nd olacak biçimde bir dD vardır. Her m için
( )
g m md olmak üzere g: D fonksiyonunu tanımlayalım. g bir homomorfizmadır. Her nk n I için
( ) ( ) ( )
g nk nkd knd kf n f nk
olduğundan |g I f ‟dir. Baer Kriterinden D injektiftir.
Teorem 1.4.6. A bir Rmodül olsun. Bu durumda bir E bir Rmodül vardır ki aşağıdaki koşullar sağlar;
(a) E, A‟yı essential olarak kapsayan injektif modüldür. (b) E, A‟yı essential olarak kapsayan maksimal modüldür. (c) E, A‟yı kapsayan minimal injektif modüldür.
Bu koşullardan birini sağlayan bir E, Rmodülüne A modülünün injektif hull‟ı denir ve E(A) ile gösterilir (Sharpe ve Vamos, 1972).
Tanım 1.4.7. M bir R modül ve N M olsun. Her : N X homomorfizması için : M X , | N olacak biçimde bir
homomorfizması varsa (yani her : N X homomorfizması bir : M X homomorfizmasına genişlerse ) X modülüne Minjektif modül denir .Eğer M modülü Minjektif ise M ‟ye yarı-injektif (quasi-injective) denir.
Lemma 1.4.8. Bir M modülü yarıinjektiftir gerekli ve yeterli şart
f End
E M( ) için f M( )M olmasıdır (Mohamed ve Muller, 1990). Lemma 1.4.9. M
Ainjektiftir gerekli ve yeterli şart için M‟lar Ainjektiftir (Mohamed ve Muller, 1990).1.5. Extending (CS), Yarı Sürekli (Quasi-Continuous) ve Sürekli (Continuous) Modüller
Bir X Rmodülü için aşağıdaki koşulları göz önüne alalım;
1
( )C X ‟in her alt modülü, X ‟in bir dik toplananı tarafından essential olarak kapsanır.
2
(C ) X ‟in herhangi bir toplananına izomorf olan her modül X ‟in bir dik toplananıdır.
3
(C ) X ‟in X , 1 X dik toplanan alt modülleri 2 X1X2 0 özelliğini sağlasın. X1X2 de X ‟in bir dik toplananıdır.
Tanım 1.5.1. Bir X , Rmodülü ( )C1 özelliğini sağlıyorsa CSmodül (ya da extending) denir (Dung vd., 1994).
Tanım 1.5.2. Bir X , CSmodülü, (C özelliğini sağlıyorsa 2) X ‟e sürekli (continuous) modül denir.
Tanım 1.5.3. Bir X , CSmodülü (C özelliğini sağlıyorsa 3) X ‟e yarı-sürekli
(quasi-continuous) modül denir.
Önerme 1.5.4. Herhangi bir (yarı) injektif X modülü CS ‟dir.
Kanıt: YX , E X( )E1E2 ve E Y( )E1 olsun. X (yarı–) injektif modül olduğundan
1 2 1 2
( ) ( ) ( ) ( )
X X E X X E E X E X E
dir. Y e E1, Y X ve Y X E1E1 olduğundan Önerme 1.1.1(iii)‟den
1
Y X E ‟dir.
Önerme 1.5.5. X bir Rmodülü olsun. X ‟in CS olması için gerek ve yeter şart X ‟in her kapalı altmodülü X ‟in bir dik toplananıdır.
Kanıt: Y M kapalı bir alt modül ve M , CS olsun. O halde Y e Z d M olacak şekilde ZM vardır. Y kapalı alt modül olduğundan essential genişlemesi yoktur. O halde Y Z d M‟dir.
Tersine Y M alalım. Önerme 1.3.8.‟den Y e X c M olacak şekilde X M vardır. Kabulümüzden X d M‟dir. O halde M modülü CS şartını sağlar.
Önerme 1.5.6. X bir indecomposable R modül olsun. X modülü CS olması için gerekli ve yeterli şart X ‟in uniform olmasıdır.
Kanıt: X indecomposable modülü CS olsun. X ‟in sıfırdan farklı her alt modülü X içinde essential olarak kapsanır. O halde X uniformdur.
Tersine X uniform bir modül olsun. Y 0 ve Y X için Y e X ve X indecomposable olduğundan CS ‟dir.
Önerme 1.5.7. X herhangi bir modül ve YX olsun. Y, X ‟in bir dik toplanında kapalı ise X kapalıdır.
Kanıt. Y c Z d X olsun. Bir modülde her dik toplanan bir komplement alt modül olduğundan
c c Y Z X
dir. Y Z ve Z X vardır ki Y Y, ‟nün tümleyeni ve Z Z, ‟nün tümleyenidir. Ayrıca
( ) 0
Y YZ
ve Y Z X ‟dir. Gerçekten de; y Y (YZ) alırsak yyz (yY z , Z) vardır. yy z Z Z0 olduğundan y y Y Y0 dır. O halde y yz0 bulunur.
Şimdi Y e L X olacak şekilde birLX olsun. Bu durumda ( ) e ( ) Y YZ L YZ olduğundan L(YZ)0‟dır. Böylece
( ) 0 Z LZ Y ZY LZ Y LZ olur. Y Z(LZ)(LZ) ve Y, Y ile arakesiti sıfır olan maksimal alt modül olduğundan
( )
Y Z LZ dür. Y
Z(LZ)
e L olduğundan
0 Z(LZ) Ze LZ yani L Z 0‟dır. Böylece (ZL)Z L Z0dır. Z Z L ve Z Z‟nün tümleyeni olduğundan Z L Z‟dir. O halde LZ‟dir. Sonuç olarak Y e LZ ve Y c Z olduğundan Önerme 1.3.9.‟dan Y L‟dir. Buradan Y c X ‟dir.
Teorem 1.5.8. Bir M modülü için aşağıdaki koşullar denktir; 1. M quasicontinuous modüldür.
2. X ve Y, M ‟nin birbirlerinin komplementleri olan iki alt modülü ise M X Y‟dir.
3. Her f2 f EndR( (E M)) için f M( )M ‟dir.
4. ( ) i i I E M E
ise i i I M M E
‟dir. (Mohamed ve Muller, 1990)Teorem 1.5.9. M bir R modül olsun. (1) M, injektiftir.
(2) M, yarı injektiftir. (3) M, süreklidir. (4) M, yarı süreklidir.
olmak üzere (1)(2)(3)(4) gerektirmeleri vardır.
Kanıt: (1)(2) X modülü injektif ise her R A için Ainjektiftir. Özel olarak A ‟yı X alırsak Xinjektiftir (yani yarıinjektiftir). Tanımdan bunu görmek çok
kolaydır. Y X olsun.
ġekil 1.3. | Y homomorfizması.
| Y
olacak biçimde
homomorfizması vardır. O haldeġekil 1.4. g f h homomorfizması
(2)(3) X Rmodülü, Y X, E X( )E1E2 ve E Y( )E1 olsun. M yarıinjektif olduğundan Lemma 1.4.8. „den
1 2 1 2
( ) ( ) ( ) ( )
X X E X X E E X E X E
elde edilir. Y e E1, Y X ve Y X E1E1 olduğundan Önerme 1.1.1.‟den
1
Y X E ‟dir. Böylece ( )C özelliği sağlanır. 1 d
X X olmak üzere f :X X bir monomorfizma olsun. X yarı
injektif olduğundan Lemma 1.4.9.‟dan X X injektiftir. Böylece A X ise d
A X olur. Böylece (C koşulu sağlanmış olur. 2)
(3)(4) (C2)(C3) göstermek yeterli olacaktır. K ve L, X ‟in dik toplananları ve K L 0 olsun. O halde X K K olacak şekilde K X vardır. : X K KK olarak tanımlansın. K L 0 ve ( )L L olduğundan ( )L K‟dır. (C 'den 2) ( )L d X ‟dir. O halde X ( )L L olacak biçimde bir L X vardır. Böylece
( ) ( )
K L KL ve böylece
( ) ( )
X K L KL
dür. Buradan K ( )L d X olduğundan K L d M ‟dir.
Tersine bir örnek vermek gerekirse (yarısürekli ama sürekli olmayan bir
modül) XR olsun. X indecompasable ve uniformdur. Bu sebeple yarı– süreklidir. Şimdi Y n (n0, 1 ve n ) diyelim. : YX izomorfizmadır. Fakat Y d X R (C sağlanmaz. 2)
1.6. Mutlak Dik Toplanan Özelliğine Sahip (Ads) Modüller
Tanım 1.1.6. M bir R modül olsun. Herhangi bir M A B ayrışımı için; C , A‟nın M‟de ki bir tümleyeni iken M A C oluyorsa M ‟ye Ads özelliğine sahiptir veya Adsmodül denir (Fuchs, 1970).
Örneğin, indecomposable modüller ve uniform modüller Ads‟tir.
Önerme 1.6.2. M bir Rmodül olsun. M, CS ve Ads özelliklerine sahip ise yarısürekli modüldür.
Kanıt: M bir Rmodül ve M A Bşeklinde yazılsın. C , M‟de A‟nın tümleyeni olsun. Önerme 1.3.9.‟dan komplement her modül kapalıdır. C kapalı
bir alt modüldür. M, CS olduğundan Cd M ‟dir. O halde M C D olacak biçimde bir DM vardır. M Ads olduğundan M C A‟dır. Böylece (C 3)
özelliği sağlandı. M yarısürekli modüldür.
Teorem 1.6.3. M bir Rmodül olsun. M‟nin Ads olması için gerek ve yeter şart herhangi bir M A B ayrışımında A‟nın Binjektif ve B‟nin A injektif olmasıdır.
Kanıt: KA ve : K B bir homomorfizma olsun. X
k( ) :k kK
kümesini tanımlayalım. k1( )k1 X (k1K) alalım. k1A ve ( )k1 B olduğundan k1( )k1 M ‟dir. O halde X M ‟dir. X B 0‟dır. Gerçekten de X ‟in elemanları A B ‟nin elemanları olduğundan arakesit sıfırdır. O halde B‟nin M de X C olacak biçimde bir C tümleyeni vardır. Kabulümüzden M Ads-modüldür ve bu yüzden M C B‟dir. Böylece a c b (aA, bB,,
c c b C) formunda yazılabilir. Öyleyse 1: M C ve 2: M B projeksiyon dönüşümleri olsun. 2 │1A:AB‟dir. Bu durumda :i KA içerme dönüşümü olmak üzere k K
2 1 2 1 )( ) ( )( ( )) ( │A i k │A i k ( 2 1│ )( )A k ( 2( 1│ ( ))A k 2( )k 2(k( )k ( ))k 2(k( ))k 2( ( ))k 2( ( ))k ( )k
olduğundan B, A injektiftir. Benzer şekilde A modülünün de Binjektif olduğu gösterilebilir.
Tersine M ‟nin bir parçalanışı M A B ve C , B‟nin M ‟de ki bir tümleyeni olsun. Y A(BC) kümesini tanımlayalım. Y M olsun. O halde herbir yY b, c b, B c, C için y b c şeklinde yazılabilir.
: B C B
projeksiyon dönüşümü olmak üzere │Y :YB bir homomorfizmadır. Gerçekten de y y1, 2Y ve b b1, 2B ve c c1, 2C için
1 1 1,
y b c y2 b2 c2 şeklinde yazılabilir. Ve │Y(y1y2)│Y( )y1 │Y(y2) ve b B için │Y(by1)b│Y( )y1 dir. Şimdi B A, injektif olduğundan
homomorfizması bir : AB homomorfizmasına genişler. aA için( ( ))
H R a a C alt modülüne bakalım. brar( )a c HB, cC, rR olsun. O halde ra b r( )a c Y‟dir. Bu durumda
(ra) ( i ra)( ) r ( )a
öyle ki
(ra) (b r ( )a c)
( )b (r ( ))a ( )c
b r( )a
olduğundan b0 olur. O halde H B 0 olur. R birimli bir halka ve 0
B C özelliğine göre C maksimal olduğundan a A için a( )a C dir. Böylece m M için
( ( ) ( ))
m a b a a a b B C
dir. M B C yazılabilir. O halde M Adsmodüldür.
Örnek 1.6.4. , injektif olmadığından dolayı M ( ) modülü Ads modül değildir.
Örnek 1.6.5. Teorem 1.4.6.‟dan Quasicontinuous modüllerin Adsmodül olduğu açıktır.
Tanım 1.6.6. M bir Rmodül olsun. M‟ nin keyfi iki dik toplananının arakesiti de yine bir dik toplanan ise, yani ,A Bd M iken A B d Moluyorsa, M‟ye dik toplanan kesişim özelliğine sahip (summand intersection property, kısaca, SIP) modül denir (Wilson, 1989).
Lemma 1.6 7. M Rmodülünün SIP olabilmesi için gerek ve yeter şart her M A B ayrışımı ve her f :AB homomorfizmi için Kerf ‟nin bir dik toplanan olmasıdır.
Kanıt: M A B SIP modül ve f :AB homomorfizma olsun.
( ) |
T a f a aA alalım. Bu gösterir ki M T B‟dir ve x M olmak üzere x a b şeklinde yazılabilir (aA, bB). x a f a( ) f a( )b‟dır.
( )
a f a T ve f a( ) b B olduğundan M T B‟dir. Şimdi x T B olsun. Burdan
( )
x a f a , aA ve a x f a( ) A B 0‟dır. Böylece f a( )0
ve x0‟dır. M SIP özelliğine sahip olduğundan M ‟nin bir dik toplananı TA‟dır. T A Kerf olduğundan Kerf M ‟nin bir dik toplananıdır.
Tersine her M A B ayrışımı ve her f :AB homomorfizması için M ‟nin bir dik toplananı Kerf olsun. M N N1 ve M K K1 ve
1 1
| :N M N
, | :K M K doğal epimorfizma olsun.1
( |N | ) /K
h
N tanımlayalım. Bu gösterir ki h N: N1 tanımlıdır. Böylece Kerh M ‟nin bir dik toplananıdır. Kerh
NK
N K1
‟dır. N K , Kerh ‟nin bir diktoplananıdır ve Kerh M ‟nin bir dik toplananıdır. Böylece N K , M ‟nin bir dik toplananıdır.
Aşağıdaki örneklerden SIP modül sınıfı ile Adsmodül sınıflarının birbirinden farklı olduğunu görülür.
Örnek 1.6.8 F bir cisim ve
0 F F R F olsun. Bu durumda 0 0 F N F ve 0 0 F F L sağ Rmodüllerdir. R M L ve X MN alalım. (Garcia, 1969)‟dan X modülü SIP özelliğini sağlamaz. Ancak 0 0
0 R M F F L olduğundan M R L
, Ninjektiftir. Diğer yandan, M R L
cisimdir. Kendinden ve 0‟dan başka alt modülü yoktur. Bu yüzden Minjektiftir. Böylece X Ads modüldür.
Örnek 1.6.9. p bir asal tam sayı ve K ( / p ) olsun. K‟nin tüm dik toplamları
/p 0
, 0 , 00 ve K olduğundan, K SIP‟dir. injektif olduğundan / p injektiftir. Varsayalım ki / p , injektif olsun.: p
kanonik epimorfizma olsun. ( )n n p (n ) olur. Bu
‟yi: / p homomorfizmasına genişletebiliriz. 1 x p (x ) p olur. Böylece p 1
1
1 1 p p olur. pxp 1 p ve bu yüzden
2. SA-MODÜLLER
Çalışmamızın bu bölümünde SIP ve Ads özelliğini sağlayan SA
modüllerle ilgili çalışmamızda işimize yarayacak olan tanım teorem ve lemmalar verilecektir.
Tanım 2.1. SIP ve Ads özelliğini sağlayan modüllere SAmodül denir (Takıl Mutlu, 2015).
Diğer taraftan (Tercan ve Karabacak, 2007) makalesinde yazarlar SIP modüllerin daha genel hali olan SIPextending modülleri aşağıdaki gibi tanımlayarak, SIPextending koşulunu sağlayan matris halkalarını incelemişlerdir.
Tanım 2.2. M modülünün her M A B ayrışımındaki A B, d M elemanları için A B e D özelliğini sağlayan Dd M varsa M modülüne SIPextending modül denir.
SIP özelliğini sağlayan her modül SIP-extending‟dir. Ancak tersi her zaman doğru değildir. Örneğin, 4 4
4 2 0 Z Z R Z
SIPextending modül olmasına
rağmen SIP değildir. R‟nin tüm idempotentleri aşağıdaki gibidir. a c, Z4 ve
4 2b2Z için 2 2 2 0 0 0 a b a b a b c c c 2 2 2 2 2 0 0 a b a ba bc c c 2 0, 1 a a a a , c2 c c 0,c1 , 2ba2bc2b „dir. O halde 1 0 0 , 0 0 e
2 0 2 , 0 1 b e
3 1 2 , 0 0 b e
4 1 0 , 0 1 e
5 0 0 , 0 1 e
6 1 0 0 0 e
dır. Ve bu yüzden RR‟nin tüm dik çarpanları aşağıdaki gibidir:4 4 1 4 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 d R Z Z e R R Z
4 4 4 2 4 4 4 2 0 2 0 2 0 2 : 0 0 0 1 0 d R Z Z Z c e R c Z R Z Z c 4 4 4 4 3 4 2 1 2 2 0 0 0 0 0 d R Z Z Z Z e R R Z 4 4 5 4 4 2 0 0 0 0 0 0 0 1 d R Z Z e R R Z Z 4 4 4 6 4 2 1 0 0 0 0 0 0 0 d R Z Z Z e R R Z 2 e5 d RR
e R R olduğundan SIP-modül değildir.
3.SA-EXTENDING MODÜLLER
SIPextending modüller, SIP modülerin bir genelleştirilmesi olduğundan hem Ads hem SIPextending koşulunu sağlayan modüllerin hangi özellikleri sağladığı sorusu akla gelen doğal bir sorudur. Çalışmamızın bu bölümünde, adına SA-extending modüller diyeceğimiz hem Ads hem de SIPextending koşulunu sağlayan modül sınıfının bazı özellikleri incelenmiştir.
Tanım 3.1. Hem Ads hem SIPextending özelliğini sağlayan modüllere SA-extending modül diyelim.
Tanımdan görüleceği üzere, SA modüller aynı zaman da SAextending olmasına rağmen tersi her zaman doğru değildir.
Örnek 3.2. F cisim ve 0 0 0 0 0 : , , , 0 0 0 0 0 a x b T a b x y F b y a olsun. T‟nin tüm sağ idealleri 1 0 0 0 0 0 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 0 x I x F 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 | , 0 0 0 0 0 0 0 x I x y F y
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 I y F y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 | , 0 0 0 0 0 0 0 a x I a x F a 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 d T 5 0 0 0 0 0 0 0 | , 0 0 0 0 0 0 b I b y F b y 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 d T
6 0 0 0 0 0 0 | , 0 0 0 0 0 0 a x I a x F a a 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 d T 7 0 0 0 0 0 0 | , 0 0 0 0 0 0 b b I b y F b y 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 d T
biçimindedir. Şimdi T‟nin tüm dik toplananlarını bulalım. Bunun için T‟nin tüm idempotentlerini hesaplayalım.
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a x a x a x b b b b y b y b y a a a
koşulunu sağlayana x b y, , , F elemanlarını bulalım.
2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a x a ax xb b b b y b by ay a a eşitliğinden
2
a a , ax xb x, b2 b ve byay y
denklemleri elde edilir. Buradan a0,1, b0,1 bulunur. Buna göre
a0, b0 ise y0 bulunur.
a0, b1 ise x ve y keyfi elemanlar olarak bulunur.
b0, a1 ise x ve y keyfi elemanlar olarak bulunur.
a1, b1 ise x0 vey0 olarak bulunur.
Sonuç olarak T‟nin tüm idempotent elemanlar x, yF olmak üzere aşağıdaki biçimdedir. 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 x y , 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 x y , I4 4x ve 04 4x
İlk olarak T‟nin SIPextending olduğunu gösterelim. Bunun için keyfi iki dik toplam alalım ve arakesitlerine bakalım.
0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 x e y ve 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 x f y
Keyfi iki dik toplam olup ilk olarak e formunda ki idempotentler tarafından üretilen dik toplamların arakesitine bakalım. Aşağıdaki durumlar geçerlidir: 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 x e y ve 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 x e y olsun. Bu durumda
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 | , , , 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x a x b eT a b x y F y b y a 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 | , , , , , 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x a x b e T a b x y x y F y b y a 0 0 0 0 0 | , , , , , 0 0 0 0 0 0 a x b b a b x y x y F b y olur. 1) x0, y0 ve x 0, y 0 ise 0 0 0 0 0 0 0 | , 0 0 0 0 0 0 d b eT e T b y F T b y 2) x0, y0 ve x 0, y 0 ise 0 0 0 0 0 0 0 | 0 0 0 0 0 0 0 d b eT e T b F T b 3) x0, y0 ve x 0, y 0 ise