Notes on Atiyah's Commutative Algebra 7

(Remark) 诺特环 的形式幂级数环是诺特环

中理想 ,考虑理想 定义为一切 的幂级数第 次项系数( 为最小系数非零次项次数),则 构成 中理想升链从而稳定为 。因而对某个形式幂级数 ,不妨设其非零项次数大于等于 部分和上一个证明完全无异),则会得到一系列( 被消去后变成
这涉及到无穷多次求和的操作,但注意到其中 系数(对次数大于等于 时)形如可和,从而也是形式幂级数。

显然 可以Zorn取极大元 。假设 ,而 ,那么 有限生成,也就是被 生成,这里 ,特别地,每个 都可以被写成 形式,从而设 ,则 。而 ,从而 严格包含 ,因而有限生成,而 有限生成,矛盾。

显然如果 幂零则 皆幂零。反过来,如果诸 幂零,考虑理想 ,假设 生成,取 ,则 中每项皆为 中元素,而 生成,其中 ,因而 ,于是

如果 诺特,对 中理想 ,考虑它在 中生成的理想,再取生成元组常数项系数即可证明有限生成。(或者考虑 作为 的商环诺特)

和基定理证明毫无区别。

考虑 中的理想 ,其中 的生成元,则如果它有公共零点 ,那么首先诸 处为 ,从而 处为零,但这意味着 处的取值是 ,矛盾。于是 没有公共零点,由弱零点定理它是 。特别地带入 ,把分母乘过去即知