非交换代数
欧尔条件
在交换整环里你可以自由地构造分数:a/b 就是 a/b,并且你总能通过交叉相乘找到公分母。在非交换环里,这个看似无害的操作崩溃了,因为 a/b 与 1/b 乘 a 不再显然相同,你也不能盲目交叉相乘。欧尔条件正是你必须施加的精确相容性,以便能够构造出一个合理的分式环——它保证任何左分式都能改写成右分式。
确切地说,设 R 是环,S 是一个乘法封闭的候选分母集合。右欧尔条件说,对每个 a 属于 R 与 s 属于 S,右倍数集合 a*S 与 s*R 相交:存在 b 属于 R 与 t 属于 S 使得 a*t = s*b。当 R 是整环且 S 是全体非零元时,这恰是允许你构造右分式除环 R*S^(-1) 的条件,其中每个元素写成 a*s^(-1)。
回报是一条局部化定理:若 S 满足欧尔条件(外加一个在整环中自动成立的温和可逆性假设),则局部化 R*S^(-1) 存在、在 R 上平坦,且每个元素都有 a*s^(-1) 的形式。欧尔整环——非零元满足该条件的整环——恰是嵌入某个分式除环的非交换整环,即分式域的正确推广。
一个诚实的告诫:并非每个非交换整环都是欧尔整环。两个生成元上的自由代数 k⟨x, y⟩ 是一个不满足欧尔条件的整环,而且它确实无法以朴素方式作为分式环嵌入任何除环。所以欧尔条件是一个真实的限制;诺特整环满足它,这便是为何实践中如此多的环——外尔代数、李代数的包络代数——确实容许分式除环。
外尔代数 A_1 = k⟨x, d⟩,满足 d*x - x*d = 1,是诺特整环,故为欧尔整环,并嵌入一个分式除环,即分式域 D_1。相比之下,自由代数 k⟨x, y⟩ 是一个非欧尔的整环。
诺特整环是欧尔的;自由代数是标准的反例。
另见