1. 引言与预备知识
完全π-正则半群S是其所含任意元x的某个幂 (n为正整数)属于其最大子群的半群。包含元x的最大子群的单位元记作。易知且是中的群元,其在中的群逆元记,映射称作是S上的伪逆运算。Shevrin的文献 [1] [2] 致力于完全π-正则半群的结构性理论研究(也见 [3] )。特别地,完全π-正则半群可以看作是伪逆运算为一元运算的一元半群。把完全π-正则半群看作是一元半群的思想最早在文献 [1] 提出,该方法表现在以下三个方面:提出问题,所讨论问题的结果陈述以及适当采取应用技巧。之后这种思想在后来的相关文献得到了新的发展,如文献 [4] - [8] 就采取这些方法研究该类半群。
半群分块的术语最早是定义在有限0-单半群上,见Graham [9] 。而研究较早而且研究充分的是关于有限半群的分块为群的结果,具体内容参见文献 [10] [11] 或参考书目 [12] [13] 的相关章节。需要指出的是,上述文献用不同的方式定义了有限半群的分块。本文第2节,我们将把文献 [11] [14] 中的两个不同的有限半群上的分块定义推广到完全π-正则半群(甚至一般半群上),证明了在完全π-正则半群情形下两个定义的等价性。最后在第3节,我们特别提到文献 [12] 分块的定义,指出并证明在特殊情况下,即分块为子半群的情形下,该定义和上述文献中的定义等价。
本文所用半群记号和术语详见参考文献 [15] - [19] 。下面给出本文需要的一些预备知识。
设a为半群S的一个元,元称为a在S中的逆元,若。元a在S中的逆元之集记为。半群S称为正则的,若S中的任一元都存在逆元。若,称a是S中的幂等元。若a属于S的一个子群,则称a是S中的群元。设a是S的子集,属于a的幂等元之集记为,而属于a的群元之集记为。由S的子集a生成的S的子半群记为。设a与b为半群S的两个子集,集合记为。假设a为半群S的一个理想(即),则表示半群S的Rees商。
和表示半群S上的Green关系,包含元a的-类记作,类似可记及。如果u为半群S的子半群,则对,表示u中的Green关系,从而我们有记号
。
称半群S的-类d为正则的,若d中至少包含一个幂等元;此时d中任一元都是正则的。
下面重要的“定位”结果在后文中将会用到,来自( [19] ,命题2.3.7)。
引理1.1:令a,b是半群S的一个-类d中的元。则当且仅当包含一个幂等元。
下述引理中的(i)~(iii)显然是( [16] ,定理6.45)的推论,在( [17] ,引理2.2)中有提及。
引理1.2:令S为一完全π-正则半群。则
(i);
(ii) 对,若,则;
(iii) 对,若,则。
令D为半群s的-类。称凭借集合,0为零元,为D的迹,其运算*如下定义:对任意,
如果s为完全π-正则半群,则由引理1.2,上的运算*可如下定义:对任意,
下面的引理来自( [17] ,引理II.2.5;命题II.4.8)。
引理1.3:令D为半群s的一个正则-类,为D的迹。
(i) T的非零-类为s的包含于D的非零-类;
(ii) T的非零-类为s的包含于D的非零-类;
(iii) T为完全0-单半群。
2. 分块的两个定义及等价性证明
2.1. 分块的两个定义
下列命题来自( [11] ,定理3.1),在该文献中,分块是定义在有限0-单半群上,这儿同样可以证明该结论对一般的完全0-单半群也成立。
命题2.1:令为完全0-单半群,。则T的正则-类 (),称为的分块,并具有如下性质:
(i) 对任意;
(ii) 对任意;
(iii) 对任意。
定义2.1:令D为半群s的正则-类,则由引理1.3,D的迹为完全0-单半群。从而我们定义的分块为半群s的分块。
定义2.1':在上述定义中,如果不通过中介,我们也称半群的正则-类b为D的分块,并对s的分块b定义其商半群:
显然,如果,则b是S的分块,否则b的迹是S的分块,为完全0-单半群。本文对不加区分(实际上,除了零元,二者具有同一凭借集合),都称为S的分块。
Moura(见文献 [14] )也给出了有限半群S的分块的定义。下面我们叙述该定义,并且去掉该文献中有限半群条件的限制,推广到一般半群上。
令S为一半群,D为s的正则-类。如下定义上的等价关系“~”:
当且仅当存在幂等元链使得,,。
包含元g的~类记作,根据该定义显然有。
定义2.2:设D为半群S的一个正则-类,由D中的一个类生成的子半群模不属于D的元构成的理想,得到的Rees商称为D的分块。而S的所有正则-类的分块称作S的分块。
2.2. 定义2.1和定义2.2的等价性的证明
注意到对任意,
,
并且,蕴含是的子群。从而若,则。这样我们可得如下结论。
引理2.1:设D为半群S的一个正则-类,。对于,如果,则。
回到完全π-正则半群的情形,下面的定理显然给出两个定义的一致性。首先注意到分块b是的一个正则-类,则由( [19] ,命题2.3.2),。
定理2.1:设D为完全π-正则半群S的一个正则-类,并记。则对于T的正则-类b以及,有。
证明:由分块的定义,,其中。任取,因为,则形式上其中。再取 (注意到b正则,则)。记
显然,且,这是因为
于是,,即。另一方面,,即,则由引理1.2
这样。易见(既然,并且是D中的子群),从而。现在,。这样由引理1.2,元和落入如下图所示的的“蛋壳”图。
容易看出,这样。现在对任意,即,如前所证,,其中,,。而蕴含着存在使得,并有,其中,,特别有。但是由引理1.2,,从而,这当然蕴含着,。既然,,则有。所以,从而。结果。
相反,令,其中。则易证,即。这样。
3. 分块为半群的情形
文献 [12] 也定义了有限半群的分块的定义。下面我们给出该定义,注意这儿的半群不限于有限半群。
定义3.1:设D为半群S的一个正则-类。称D的子集b为半群S的分块,若b为满足如下性质
的D的最大子集。对S的分块b定义其商半群:
由定义3.1,设D的子集b为半群S的分块,则对任意,对,若有或至少有一个成立,则由b的最大性,可得。
引理3.1:设b如定义3.1所给出的完全π-正则半群S的一个正则-类D的分块,则。
证明:对任意,由定义3.1,,从而,由引理1.2,,再由( [19] ,定理2.2.5),为S的子群,从而。这就证明了。
注:由上述引理的证明,定义3.1中的分块都是s中的群元。
我们下面来证明定义3.1中的分块与定义2.2的关系。
命题3.2:令D为完全π-正则半群S的一个正则-类,并记。设是T的包含正则-类,b包含g且为满足性质
D的最大子集。则。
证明:设,则由引理3.1,,又由B的性质有或者。不妨假定,由引理1.2,,这样由引理1.1,存在使得,这样就得到,再由引理2.1,。这就证明了。
需要说明的是,一般情形下,定义2.2和定义3.1并不等价,考察如下半群:
由定义2.2所定义的分块从而。而由定义3.1定义的分块 (或),此时。显然二者不等。
文献 [12] 所给分块定义主要考察分块为半群的情形,实际上,在命题3.2中分块若为半群,则本文所给的三个定义等价,这是因为注意到命题3.2的结果,只要证即可。这是比较容易证明的,因为由命题3.2,,而当为半群,则对任意,必有,由定义3.1中规定的b的最大性,可知一定有。
资助项目
该论文得到临沂大学校级大学生创新创业训练项目的支持(2015年度)。
参考文献