Assinale a ÚNICA alternativa CORRETA:

Questão

Assinale a ÚNICA alternativa CORRETA:

Alternativas

a. O anel de matrizes M_3(R) é um domínio de integridade.

b. Para que o corpo de frações de um anel A esteja bem definido, basta que A seja um anel comutativo c

c. Dado qualquer homomorfismo de anéis f : A → B, a imagem de f é um ideal de B.

d. Se A é um anel comutativo com unidade que só tem dois ideais, então A é um corpo.

e. Não existe um corpo K tal que (a + b)^2 = a^2 + b^2 para quaisquer a, b ∈ K.

Explicação

Vamos analisar cada alternativa.

a) Falsa. O anel de matrizes M3(R)M_3(\mathbb{R}) não é domínio de integridade porque tem divisores de zero. Por exemplo, tome [ A=\begin{pmatrix}1&0&0\0&0&0\0&0&0\end{pmatrix},\quad B=\begin{pmatrix}0&0&0\0&1&0\0&0&0\end{pmatrix}. ] Então A≠0A\neq 0, B≠0B\neq 0, mas AB=0AB=0.

b) Falsa. Para existir (e estar bem definido) o corpo de frações no sentido usual, não basta ser anel comutativo: é preciso que AA seja domínio de integridade (anel comutativo sem divisores de zero). Se houver divisores de zero, a construção padrão quebra/degenera e não se obtém um corpo em geral.

c) Falsa. A imagem de um homomorfismo de anéis f:A→Bf:A\to B é um subanel de BB, mas em geral não é ideal. Exemplo: a inclusão Z↪Q\mathbb{Z}\hookrightarrow \mathbb{Q} tem imagem Z\mathbb{Z}, que não é ideal de Q\mathbb{Q} (pois se 1∈Z1\in\mathbb{Z}, então para ser ideal teria que conter 12⋅1=12\frac12\cdot 1=\frac12, o que não ocorre).

d) Verdadeira. Se AA é comutativo com unidade e tem apenas dois ideais, eles só podem ser (0)(0) e AA. Pegue a∈Aa\in A com a≠0a\neq 0. O ideal principal (a)(a) não pode ser (0)(0), então deve ser AA. Logo 1∈(a)1\in(a), isto é, existe b∈Ab\in A tal que ba=1ba=1. Assim, todo elemento não nulo é invertível, portanto AA é um corpo.

e) Falsa. Existe sim: em qualquer corpo de característica 2 vale [ (a+b)^2=a^2+2ab+b^2=a^2+b^2 ] pois 2=02=0. Exemplo: F2\mathbb{F}_2.

Alternativa correta: d.

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