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带有否定映射的代数。 (英语) Zbl 1516.14112号

热带几何学起源于使用多项式变化分析代数变化,其中多项式环的经典框架被max-plus代数所取代;这不再是一个环,而是一个(可交换的)环半环,其中不允许否定。热带几何以热带代数为基础,与经典代数几何以交换代数为基础类似。
缺少否定运算会导致热带代数的自然复杂性,而对基本概念(如多项式的唯一因式分解、行列式的好概念以及线性代数中的其他基本概念)的天真概括要么是含糊不清的,要么是不可能的,要么就是错误的。然而,经典理论(仿射几何、线性代数、矩阵理论、二次型等)与热带理论之间存在着神秘的联系。解密这些连接需要特殊的参数和工具,如超热带代数和重影映射、对称化等等。
本文介绍了一种新的“带否定的代数系统”理论(特别是三元组、系统和系统模块),对上述工具进行了推广和统一,并解释了它们之间以及它们与经典代数理论之间的相似性。本文首先给出了所需的定义,然后提供了大量不同的例子,说明它们如何统一现有的理论,接着介绍了一系列基本定理,为系统研究新对象的结构理论奠定了基础。新理论的重要性既有概念性的,通过解释经典世界和热带世界之间的上述“神秘联系”,也有实用性的,因为它为热带工具包提供了新的代数工具,这些工具可能适用于未来的许多方向。
更详细地说,本文讨论的主要对象是三倍的\((\mathcal{A},\mathcal{T},-)\)其中\(\matchcal{A}\)是一个加法幺半群,'\(-\)'是\(\mathcal{A}\)的自同态(通常是二阶或幂等映射),其行为类似于阿贝尔群中的否定映射,并且\它需要在否定下闭合,并加上生成\(\mathcal{A}\)。否定映射可以定义类零元素(称为“准零”,即形式为\(a-a \)的元素),这些元素进一步要求不可见。在满足几个合理公理的(mathcal{A})上引入一个额外的前置关系系统\((\mathcal{A},\mathcal{T},-,\precq)\)。该理论的一个基本动机是,在许多经典定理的热带类比中,可以用(proceq)来代替等式。特别有趣的是,在加法下,\(\mathcal{T}\)是闭合的(元素及其负数除外)。这些被称为超有形的系统。由于系统扮演(热带)代数的角色,因此在它们上面有自然定义的模块,称为系统模块
虽然上述定义看起来可能是技术性的,但作者彻底展示了它们如何有效地捕获许多有用的现有热带概念,包括但不限于:max-plus代数(其中否定是恒等图)、超热带代数、对称化(其中否定为\(\mathcal{A}上的开关操作)\times\mathcal{A}\)、模糊环、超群等。
本文证明的主要结构定理是:
系统可以通过下面的三元组和(mathcal{A})的零(mathcal{T})子模来表征;
如果\(\mathcal{A}\)是一个左模和右模,其中\(\mathcal{T}\)为一个幺半群,该幺半群可加法生成\(\mathcal{A}\),则后者自然成为半环;
超群可以被视为系统(并且描述了它们的元有形性);
利用两类否定映射和特征类不变量对取消元有形系统进行分类;
关于\(\mathcal{T}\),元可指三元组中的元素通过其高度(生成它们所需的最小元素数)的一致且(几乎)唯一的表示定理;
建立了取消元有形单位三元组和系统之间的有用联系;
正则超群作为“可逆”系统有一个忠实的函数实现;
从自由半环到带否定的自由半代数有一个“转移原理”。

有趣的应用包括系统上矩阵的行列式(子)乘法性和秩;交换半环基上带否定模和三元组的张量积的构造,从而导出带否定模的张量半代数和格拉斯曼半代数;系统仿射几何,其中“系统根”替换Zarisk几何中的闭集;系统模块上的双线性和二次型;和非关联系统结构(尤其是李半代数)。
所有这些都激发了新的理论,并为未来的研究方向开辟了新的前景,这将进一步加深对热带代数领域的理解。这篇论文动机很强,写得很好,可读性很强,吸引了广大读者。

MSC公司:

14T10段 热带几何学基础及与代数的关系
2016年60月 半环
08A72号 模糊代数结构
12K10型 塞米菲尔德
20N20型 超组
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