对*-素环Jordan理想上广义导子性质的研究
2022-03-18杨悦
杨 悦
(吉林师范大学 数学学院,吉林 长春 130000)
1976年, I.N.Herstein[1]提出了如果R是2-扭自由素环,d为环上的导子,对于R中任意的x,y, 若满足[d(x),d(y)]=0, 则R为交换环.1991年,Brear等[2]提出了更具一般性的导子的概念,丰富了环上导子的相关研究成果.受Brear的启发,(θ,φ)-导子、(θ,θ)-导子等衍生导子相继出现.
在本篇论文中R是结合环, 在环R中, 所有与R的全体元素可交换的元素的集合, 称为环R的中心, 记为Z(R).设R是素环,如果对于aRb=0,有a=0或b=0,a,b∈R,则称R为素环.设R是结合环, 若aRa=0,a∈R有a=0,则R是半素环.设R是结合环,d是R到R的加性映射,若对任意的x,y∈R都有d(xy)=d(x)y+xd(y),则d是R上的导子.若环R的可加子群U, 满足[u,r]∈U,u∈U,r∈R, 则称U为环R的Lie理想.若环R的可加子群J, 满足u∘r∈U,u∈J,r∈R, 则称J为环R的Jordan理想.设F是环R上的可加映射,若存在R上的导子d,使得对任意的x,y∈R, 均有F(xy)=F(x)y+xd(y),则称可加映射F为R上的广义导子,d为R上的伴随导子.∀x,y∈R有x∘y=xy+yx,[x,y]=xy-yx,设R是环,若映射φ:R→R满足:
(ⅰ)φ(a)⊆R,a∈R;
(ⅱ)φ(a+b)=φ(a)+φ(b),a,b∈R;
(ⅲ)φ(ab)=φ(a)φ(b),a,b∈R,
则称φ是R的自同构.令θ,φ是环R的自同态映射,若满足d(xy)=d(x)θ(y)+φ(x)d(y)任意的x,y∈R, 则可加映射成为(θ,φ)-导子.若(θ,φ)-导子存在的情况下,满足F(x,y)=F(x)θ(y)+φ(x)d(y),d:R→R, 任意x,y∈R, 可称可加映射F:R→R为广义(θ,φ)-导子.设R是结合环,δ:R→R是加性映射,θ是R上的自同构.若存在R上导子δ, 对任意的x,y∈R, 都满足δ(xy)=θ(x)δ(y)+θ(y)δ(x), 则称δ为R上的左(θ,θ)-导子.设R是结合环,δ:R→R是加性映射,θ,φ是R上的自同构.若存在R上导子δ, 对任意的x,y∈R, 都满足δ(xy)=θ(x)δ(y)+φ(y)δ(x), 则称δ为R上的左(θ,φ)-导子.
一些学者发表了许多素环上导子和广义导子的研究成果,Brear和Vukman[2]证明了特征不为2, 3的素环的非零若当左导子,使R是可交换的.近期,许多素环的著名结果由Oukhtite[3]等人推广到了*-素环,本文将这一结果推广到*-素环上*-Jordan理想的广义导子上来研究.
引理1[3]设R是2-扭自由*-素环,J是R的非零*-Jordan理想,若aJb=aJb*=0, 则a=0或b=0.
引理2[3]设R是2-扭自由*-素环,J是R的非零*-Jordan理想,若[J,J]=0, 则J⊆Z(R).
引理3[4]设R是2-扭自由*-素环,J是R的非零*-Jordan理想,若J⊆Z(R), 则R是可交换的.
引理4一个群不可能是它的两个真子群的并.
引理5[1]设R是2-扭自由素环,J是R的非零Jordan理想,θ,φ是R的自同构,若R上(θ,φ)-导子d使d(J)=0, 则d=0或J⊆Z(R).
定理设R是2-扭自由*-素环,J是R的非零*-Jordan理想,并且是R的子环,若F和G是R的广义导子,d和g是F和G的伴随导子,导子g与*可交换,若满足(F(u)v+F(v)u)±(uG(v)+vG(u))=0,u,v∈J,则R是可交换的.
证明
由假设我们有
(F(u)v+F(v)u)=uG(v)+vG(u)u,v∈J
(1)
在(1)中用uv替换u,我们得到
(F(uv)v+F(v)uv)=uvG(v)+vG(uv)
u,v∈J
即(F(u)v+ud(v))v+F(v)uv
=uvG(v)+v(G(u)v+ug(v))
u,v∈J
在(1)右乘v,我们得到
(F(u)vv+F(v)uv)=uG(v)v+vG(u)v
所以ud(v)v=vug(v)+u[v,G(v)]u,v∈J
(2)
在(2)中用wu替换u,我们得到
wud(v)v=vwug(v)+wu[v,G(v)]u,v,w∈J
在(2)中左乘w,可得
wud(v)v=wvug(v)+wu[v,G(v)]u,v,w∈J
结合上式可得
[v,w]ug(v)=0u,v,w∈J
因此[v,w]Jg(v)=0v∈J
(3)
因为J是R的非零*-Jordan理想, 可得
[v,w]*Jg(v)=0
w∈J,v∈J∩Sa*(R)
因此我们得到
[v,w]Jg(v)=[v,w]*Jg(v)=0
w∈J,v∈J∩Sa*(R)
由引理1我们得到
[v,w]=0或g(v)=0
w∈J,v∈J∩Sa*(R)
v,v+v*,v-v*∈J∩Sa*(R)
且[v±v*,w]=0,w∈J,v∈J∩Sa*(R)
或g(v±v*)=0v∈J∩Sa*(R)
因此我们得出[v,w)=0或g(v)=0
v,w∈J.
我们知道J是U两个可加子群的并, 使K={v∈J|g(v)=0},L={v∈J|[v,w]=0}.
另外,一个群不可能是两个真子群的并,因此K=J或L=J.
在第一种情况下,由引理5可得R是可交换的.
在后一种情况下,[J,J]=0, 即由引理2可得,
J⊆Z(R), 再由引理3可得R是可交换的.