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非自明なイデアルが有限集合になる可換環

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以前思いついた環論の問題を記事にします.

Rは体でない可換環で,(1)を除く任意のイデアルが有限集合とする.このときRは有限環である.

Rは零環でないとしてよい.
Rは体でも零環でもないので,0でも単元でもないRの元aが存在する.
R準同型ϕ:RaRϕ(x)=axで定める.
ϕは全射だから準同型定理より,|R|=|Kerϕ||aR|
a0でも単元でもないので,KerϕaRRの真のイデアルである.よって,上式の右辺は有限である.

以上より,Rが有限環であることが示された.

投稿日:20201110
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