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本文共两章.
第一章,我们建立了半环(交换半环)的Gr(o)bner-Shirshov基理论并得到半环(交换半环)的钻石合成引理(Composition-Diamond lemma).
Theorem0.01(半环的钻石合成引理)令S是一个FRig〈X〉中含首一多项式的集合,>是Rig〈X〉上的一个项序,Id(S)是FRig〈X〉中由S生成的Ω-理想.则以下的叙述是等价的.
(1)S是FRig〈X〉的一个Gr(o)bner-Shirshov基.
(2)f∈Id(S)(→f)=a(s)bou,其中,a,b∈X*,u∈Rig〈X〉,s∈S.
(2)f∈Id(S)(→f)=α1a1s1b1 ou1+α2a2s2b2ou2+…+αnansnbnoun,其中,a1(s1)b1 ou1>a2(s2)2b2 o u2>…>an(sn)bn o un,0≠αi∈F,ai,bi∈X*,ui∈Rig〈X〉,si∈S.
(3)irr(S)={w∈Rig〈X〉|w≠a(s)b o u对任意的a,b∈X*,u∈Rig〈X〉,s∈S}是FRig〈X|S〉=FRig〈X〉/Id(S)的一个F线性基,也是Rig〈X|S〉的一个规范型(normal form).
Theorem0.02(交换半环的钻石合成引理)令S是一个FRig[X]中含首一多项式的集合,>是Rig[X]上的一个项序,Id(S)是FRig[X]中由S生成的Ω-理想.则以下的叙述是等价的.
(1)S是FRig[X]的一个Gr(o)bner-Shirshov基.
(2)f∈Id(S)(→f)=a(s)o u,其中,a∈[X],u∈Rig[X],s∈S.
(2)f∈Id(S)(→f)=α1a1s1ou1+α2a2s2ou2+…+αnansno un,其中,a1(s1)o u1>a2(s2)o u2>…>an(sn) oun,αi∈F,ai∈[X],ui∈Rig[X],si∈S.
(3)Irr(S)={w∈Rig[X]|w≠a(s)ou for any a∈[X],u∈Rig[X],s∈S}是FRig[X|S]=FRig[X]/Id(S)的一个F线性基,也是Rig[X[S]的一个规范型.
上述两个定理中,Rig〈X〉表示由X生成的自由半环,FRig〈X〉是域F上的半环代数,Rig〈X|S〉是以X为生成元集,S为关系集的半环,Rig[X]是由X生成的自由交换半环,FRig〈X〉是域F上的交换半环代数,Rig[X|S]是以X为生成元集,S为关系集的交换半环,Ω={·,o}是半环(交换半环)上的运算集,(f)是半环(交换半环)上的多项式f的首项.
我们证明了自由(交换)半环代数的每个理想有唯一的既约Gr(o)bner-Shirshov基.作为应用,我们找到了多项式半环的商环(N)[X]/(x=1+x+x2)和(N)[X]/(x=1+x2)的Gr(o)bner-Shirshov基,其中,(N)是自然数交换半环,(x=1+x+x2)((x=1+x2))是x=1+x+x2(x=1+x2)生成的同余.作为结果,我们分别找到了这些半环的规范型.进一步的,我们还证明了自然数交换半环(N)的每一个同余都是一元生成的,但是交换半环代数(N)[x]有一条无限的理想升链.
第二章,通过李代数的钻石合成引理,我们给出了交换环K上的自由部分交换李代数的Gr(o)bner-Shirshov基,从而我们得到了它的一个K线性基.