$$ \newcommand\bm[1]{\boldsymbol{#1}} \renewcommand\limsup{\varlimsup} \renewcommand\liminf{\varliminf} $$

$R$, $R'$ を環, $f:R\rightarrow R'$ を環の全射準同型写像, $I_{1}$, $I_{2}$ を $R$ の左イデアルとする. このとき, $$ f(I_{1}) + f(I_{2}) = f(I_{1}+I_{2}) $$ が成り立つことを証明せよ.

解答例 1

$f$ は環の全射準同型であるから, $f(I_{1})$, $f(I_{2})$, $f(I_{1}+I_{2})$ は $R'$ の左イデアルである. \begin{align*} I_{1}, I_{2}\subseteq I_{1}+I_{2} & \Longrightarrow f(I_{1}), f(I_{2})\subseteq f(I_{1}+I_{2}) \\ & \Longrightarrow f(I_{1}) + f(I_{2})\subseteq f(I_{1}+I_{2}). \end{align*} 逆に, $y\in f(I_{1}+I_{2})$ とする. ある $x_{1}\in I_{1}$, $x_{2}\in I_{2}$ が存在して, $$ y = f(x_{1}+x_{2}) = f(x_{1}) + f(x_{2}) \in f(I_{1}) + f(I_{2}). $$ ゆえに, $f(I_{1}+I_{2})\subseteq f(I_{1}) + f(I_{2})$ となり, 逆の包含関係も成り立つ.

最終更新日:2011年11月02日

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