Ring Bersih Kanan Right Clean Rings Cyrenia Novella Krisnamurti Program Studi Pendidikan Matematika FKIP USD Kampus III Paingan, Maguwoharjo,Sleman,
[email protected]
ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengenal , memahami dan menunjukkan bahwa sifatsifat pada ring bersih berlaku untuk ring bersih kanan. Ring bersih kanan merupakan perluasan dari suatu ring bersih. Sifat-sifat dalam ring bersih berlaku juga pada ring bersih kanan. Penelitian ini merupakan penelitian studi pustaka. Hal-hal yang akan dibahas untuk mendukung tentang sifat-sifat ring bersih kanan sebelumnya akan dibahas tentang dekomposisi Pierce dan matrik yang diperumum, mempelajari tentang ring bersih dan sifatsifat ring bersih kanan. Penelitian ini menghasilkan beberapa hal yaitu : Setiap ring yang dibangun dari elemen-elemen idempoten adalah ring bersih kanan jika hanya jika ring utamanya merupakan ring bersih kanan, setiap ring yang merupakan gabungan himpunan semua elemen unit kiri, himpunan semua elemen unit kanan dan himpunan semua elemen nilpoten merupakan ring bersih kanan dan ring bersih kiri, setiap ring matriks atas ring bersih kanan merupakan ring bersih kanan. Kata kunci : idempotent orthogonal lengkap, unit kanan, nilpotent, ring bersih kanan.
ABSTRACT
This study aims to recognize, understand and demonstrate that the properties of the clean able to right clean rings. Right clean ring are explained clean rings. The properties of the clean rings also can be able to right clean rings. This research based to study literature. T hings that will be discussed for support of the properties right clean rings before will be discussed on Pierce decomposition and generalized matrix, learn about the ring clean and properties of right clean rings. The study produced several things: Each ring is constructed from elements idempotent are right clean rings if only if the ring is primarily right clean rings, each ring which is a combined set of all elements of the left unit, the set of all elements of the right unit and the set of all elements nilpotent a right clean ring and left clean ring, each ring matrix over right clean ring is right clean ring. Key words : orthogonal idempotenst , right unit, nilpotent,right clean rings.
1
Pendahuluan Ring merupakan struktur aljabar yang terhadap operasi penjumlahan merupakan grup abelian, terhadap operasi perkalian merupakan semigrup serta terhadap operasi perkalian
dan
penjumlahan
bersifat
distributif. Secara umum, dalam tulisan ini ring yang digunakan merupakan ring yang mempunyai elemen satuan.
Ring dengan
elemen satuan mempunyai elemen-elemen istimewa di antaranya elemen idempoten dan elemen unit.
Pada umumnya tidak semua ring mempunyai elemen unit dua sisi.
adalah ring yang mempunyai elemen unit satu sisi, elemen yang dapat dinyatakan sebagai
jumlah
sisi(kanan/kiri)
elemen
dan
elemen
elemen disebut elemen bersih jika elemen
unit
satu
idempoten
disebut elemen bersih kanan/kiri. Suatu ring yang elemen-elemennya merupakan elemen bersih satu sisi (kanan/kiri) disebut ring bersih satu sisi. Definisi dan sifat-sifat dari ring
bersih
satu
sisi
dikenalkan oleh
Călugăreanu pada tahun 2010.
Pada ring dengan elemen satuan, suatu
Jika R
Demikian
juga untuk modul juga terdapat modul yang bersifat bersih satu sisi.
tersebut merupakan hasil dari penjumlahan dari elemen idempoten dan elemen unit.
Metode Penelitian
Contoh dari elemen bersih adalah elemen 0
Penelitian ini dilakukan dengan studi
pada ring 6 karena 0 1 5 dimana 1
literatur dari beberapa buku dan artikel
adalah elemen idempoten dari ring 6 dan
ilmiah yang berhubungan dengan ring , ring bersih dan ring bersih kanan.
5 adalah elemen unit di ring 6 .
langkah penelitian yang dilakukan sebagai
Secara umum, ring R disebut ring bersih jika untuk setiap r R
berlaku
berikut : 1.
r e u , untuk suatu elemen idempoten e dan elemen unit u. Contoh dari ring bersih
6
dapat
dinyatakan
sebagai
penjumlahan dari elemen idempoten dan elemen unit.
Mempelajari
tentang
dekomposisi
Pierce dan matriks yang diperumum. 2.
adalah ring 6 , karena setiap elemen dari ring
Langkah-
Mempelajari tentang ring bersih dan sifat-sifat yang berlaku pada ring bersih.
3.
Mempelajari tentang ring bersih kanan dan sifat-sifat yang berlaku pada ring bersih kanan.
2
Hasil dan Pembahasan
a Id R , sehingga r uR aR .
Ring bersih kanan adalah kejadian yang lebih umum dari ring bersih. Berikut definisi dari ring bersih kanan. Definisi 1 (Călugăreanu, 2010) Diberikan
Karena
adalah
homomorfisma
diperoleh
u R aR u R a R
ring R. Ring R disebut ring bersih kanan
Akan ditunjukkan bahwa r uS aS
apabila setiap elemen dari ring tersebut
dengan uS U r S dan a Id S .
dapat dinyatakan sebagai penjumlahan dari suatu elemen idempoten dan suatu elemen
a. Im memuat elemen unit. Karena adalah epimorfisma dan
unit kanan di R. Selanjutnya himpunan semua unit
uR R dan R adalah ring dengan
kanan dari suatu ring dinotasikan U r R .
elemen satuan maka jelas bahwa
Berikut diberikan suatu sifat dari ring bersih
u R uS .
kanan.
memuat elemen unit di S.
Lemma 2 (Călugăreanu,2010) Diketahui R dan S adalah ring bersih kanan. pemetaan
:RS
Sehingga
Im S
b. Im memuat elemen idempotent.
Jika
Karena R adalah ring bersih kanan
suatu epimorfisma
berarti R memuat elemen idempotent.
maka Im S adalah ring bersih kanan.
Diambil
1. Diketahui R adalah ring bersih kanan.
elemen idempotent di R sehingga
Hasil kali
R merupakan ring bersih i
sebarang
aR aR .aR .
Karena
aR R
adalah
adalah
kanan jika dan hanya jika Ri adalah
homomorfisma ring, sehingga
ring bersih kanan untuk setiap i I .
aR aR .aR aR . aR Karena
Bukti : 1. Diambil sebarang
x Im .
Oleh
karena itu terdapat pemetaan : R S suatu epimorfisma sehingga r x . Karena R adalah ring bersih kanan maka
r uR aR dengan
u R U r R
dan
aR aS maka diperoleh
bahwa aS aS .aS . Sehingga Im S memuat elemen idempotent di S. Dari a dan b maka
r u R aR
r u R aR
2
r uS aS .
2.
Akan ditunjukkan jika Ri ring
b.
Sehingga Im S adalah ring bersih
bersih kanan untuk setiap i I maka
kanan.
R
i
R adalah ring bersih kanan i
jika dan
adalah ring bersih kanan .
Diambil sebarang barisan
ri iI
hanya jika Ri adalah ring bersih kanan
dengan ri Ri .
untuk setiap i I .
bahwa Ri adalah ring bersih kanan
a.
Akan ditunjukkan jika
Karena diketahui
R
maka ri ui ai dengan ui U r Ri
adalah ring bersih kanan maka Ri
adalah dan ai Id Ri . Dilain pihak
i
adalah ring bersih kanan untuk setiap
ri iI ui ai iI
iI .
R r i
dapat
I
penjumlahan pada sistem barisan
dengan ri R atau
diperoleh ri iI ui iI ai iI .
Ri r I
dinyatakan
menurut definisi
Sehingga
diperoleh
adalah ring bersih kanan sehingga
r I u I a I
dimana
u U r R dan a Id R
r I u I a I
ring bersih kanan. Dari a dan b terbukti.
Berikut
diberikan
yang
kanan. definisi
Teorema 3 (Călugăreanu, 2010) Diberikan
sistem barisan ring A, B , bimodul
diperoleh dimana u U r R
ring bersih kanan.
teorema
ring bersih kanan merupakan ring bersih
menggunakan
dan a Id R .
menjelaskan tentang ring yang dibangun oleh
r I u a I
r u a
adalah
menurut
barisan diperoleh
persamaan dalam
i
Dari 1 dan 2 Lemma terbukti.
definisi penjumlahan pada system
Dengan
R
Maka Ri adalah
A
A C CB dan R 0 B
dengan operasi penjumlahan dan perkalian pada matriks. Ring R adalah ring bersih kanan jika dan hanya jika ring A dan B adalah ring bersih kanan. Bukti : 3
A C 1. Akan ditunjukkan jika R 0 B
adalah ring bersih kanan maka ring A
a c f 1 1 a1 0 b1
,
karena
a1 a2 maka diperoleh
dan B adalah ring bersih kanan. Dibentuk suatu pemetaan f dari R ke A yang didefiniskan
f : R A dengan
a c definisi pemetaan f a , dan 0 b g
dari R ke B yang didefiniskan
g:RB
dengan definisi pemetaan
a c g b dengan a A, b B dan 0 b
c C . Untuk menunjukkan bahwa ring
a c f 1 1 a2 0 b1
a c a c f 1 1 f 2 2 . 0 b1 0 b2
f A1 f A2 . ii. Akan
membuktikan
bahwa
f,
g
merupakan epimorfisma. a. Akan ditunjukkan f
epimorfisma
yaitu
A1 , A2 R
Diambil
sebarang
berarti
a c A1 1 1 0 b1
a A2 2 0
,
dan
c2 dengan a1 ,a2 A b2
b1 ,b2 B
dan
c1 ,c2 C .
Diperhatikan bahwa,
i. Akan ditunjukkan f
terdefinisi
dengan baik. Diambil sebarang A1 , A2 R .
f
homomorfisma
A dan B adalah ring bersih kanan cukup dengan
ditunjukkan
Hal
ini
a c a f A1 A2 f 1 1 2 0 b1 0
c2 b2
berarti
a c a A1 1 1 dan A2 2 0 b1 0
c2 b2
a a f A1 A2 f 1 2 0
c1 c2 b1 b2
dengan a1 ,a2 A , b1 ,b2 B dan
c1 ,c2 C
dengan
A1 A2 .
Menurut kesamaan 2 matriks maka a1 a2 , b1 b2 dan c1 c2 .
f A1 A2 a1 a2 a c f A1 A2 f 1 1 0 b1
a f 2 0
f A1 A2 f A1 f A2 .
4
c2 b2
Selanjutnya, diambil sebarang
A dan A1 R .
Hal ini
a c A1 1 1 dengan 0 b1
berarti
a1 A
,
b1 B
c1 C .
,
Diperhatikan bahwa,
a c g 1 1 b1 0 b1
,
karena
b1 b2 maka diperoleh a c g 1 1 b2 0 b1
f .A1 . f A1 . iii. Akan ditunjukkan f surjektif. Diambil sebarang a1 A menurut f :R A
a1 A
Menurut kesamaan 2
c1 c2 .
a c f .A1 . f 1 1 0 b1
terdapat
c2 dengan a1 ,a2 A , b2
matrik maka a1 a2 , b1 b2 dan
f .A1 .a1
maka
a B2 2 0
B1 B2 .
.a .c1 f .A1 f 1 0 .b1
pemetaan
a c Hal ini berarti B1 1 1 dan 0 b1
b1 ,b2 B dan c1 ,c2 C dengan
a c f .A1 f . 1 1 0 b1
definisi
Diambil sebarang B1 ,B2 R .
yang
a c a g 1 1 g 2 0 b1 0
c2 . b2
g B1 g B2 . ii. Akan
ditunjukkan
g
a c mengakibatkan A1 1 1 R 0 b1
homomorfisma
untuk suatu b1 B dan c1 C
a c Hal ini berarti B1 1 1 dan 0 b1
sehingga f A1 a1 .
Diambil sebarang B1 ,B2 R .
Dari i, ii, dan iii diperoleh bahwa f
a B2 2 0
epimorfisma.
,
Jadi terbukti bahwa f surjektif.
b. Akan ditunjukkan g epimorfisma
c2 dengan a1 ,a2 A b2
b1 ,b2 B
dan
c1 ,c2 C .
Diperhatikan bahwa
i. Akan ditunjukkan g terdefinisi dengan baik. 5
a c a g B1 B2 g 1 1 2 0 b1 0 a a g B1 B2 g 1 2 0
maka terdapat terdapat b1 B
c2 b2
yang
mengakibatkan
a c B1 1 1 R 0 b1
c1 c2 b1 b2
a1 A
dan
untuk
c1 C
suatu
sehingga
sedemikian sehingga g B1 b1 .
g B1 B2 b1 b2 a c a g B1 B2 g 1 1 g 2 0 b1 0
g B1 B2 g A1 g A2 .
c2 b2
Jadi terbukti bahwa g surjektif. Dari i, ii, dan iii diperoleh bahwa g epimorfisma Jadi f dan g epimorfirma. Jelas bahwa A dan B adalah ring bersih kanan.
Selanjutnya
B
diambil
sebarang
B1 R
berarti
dan
2. Akan ditunjukkan berlaku jika ring A dan B adalah ring bersih kanan maka
a c B1 1 1 dengan a1 A , 0 b1
b1 B , c1 C . Diperhatikan bahwa,
a c g .B1 g . 1 1 0 b1 .a g .B1 g 1 0
.c1 .b1
A C R adalah ring bersih kanan. 0 B
Diambil
sebarang
rR.
Karena
A C a c maka r R untuk 0 B 0 b
suatu a A , b B , c C . Karena A dan B adalah ring bersih kanan. Hal ini berarti a u A eA dengan u A U r A ,
g .B1 .b1
eA Id A
dan b uB eB dengan
a c g .B1 .g 1 1 0 b1
u B U r B ,
eB Id B .
g .B1 .g B1 .
Diambil sebarang b1 B menurut pemetaan
berarti
terdapat
vA A
sedemikian hingga u A .vA 1A dan karena
iii. Akan ditunjukkan g surjektif
definisi
u A U r A
Karena
g:RB
u B U r B sedemikian
berarti
terdapat
hingga
vB B
uB .vB 1B .
Perhatikan bahwa, 6
a c r 0 b u e r A A 0 u r A 0
s vR x c
c eA uB 0
Selanjutnya, u A 0
u A 0
u B eB
bahwa
c merupakan elemen unit kanan u B 0C merupakan elemen eB
idempotent di R. i.
c s . u B x
sehingga t 1 0 y 0 1
u A .s c.x u A .t c.y 1 0 u .x u B .y 0 1 B
0C . eB
ditunjukkan
e di R dan A 0
t y
Diperhatikan bahwa,
Menurut kesamaan 2 matriks maka diperoleh
u A .s c.x 1
... (i)
uB .x 0
…(ii)
u A .t c.y 0
…(iii)
uB .y 1
…(iv)
Dari persamaan (ii) maka diperoleh eA 0
0C eA . eB 0
0C eA .eA eB 0
0C eB .eB
. Karena eA Id A dan eB Id B maka eA 0
bahwa x 0 , dari persamaan (iv) maka diperoleh bahwa y vB . Dari persamaan (i) dan x 0 maka diperoleh s vA .
0 C eA . eB 0
e Jadi A 0 ii. Apakah
0C e A eB 0
0C . eB
0C Id R . eB u A 0
c u B
Dari persamaan (iii) maka diperoleh bahwa
u A .t c.y 0 u A .t c.vB 0 merupakan
t vA .c .vB
elemen unit kanan di R?
Dari hasil diatas maka diperoleh
Berarti terdapat vR sedemikian
s x
sehingga
uR .vR 1 .
vR
berarti
t vA y 0 R
diperoleh
v A .c .vB . vB
bahwa
u A 0
Maka c u B
merupakan elemen unit kanan di R. 7
Dari i dan ii jelas bahwa
A C R 0 B
adalah ring bersih kanan.
eR 1 e
a x eRe y b 1 e Re
ini
berarti
. Hal 1 e R 1 e
a eRe ;
Dari 1 dan 2 teorema terbukti.
y 1 e Re ;
x eR 1 e
;
dan b 1 e R 1 e .
Ring dengan elemen satuan terdapat
Karena ring eRe adalah ring bersih kanan
paling tidak terdapat dua elemen idempoten.
maka a u f dengan u U r eRe dan
Elemen-elemen
idempoten
dapat
f Id eRe . Karena ring
1 e R 1 e
membangun struktur ring baru. Berikut ini, terdapat teorema yang menyatakan bahwa
adalah ring bersih kanan
v U r 1 e R 1 e
ring bersih kanan yang dibangun oleh
dengan
elemen-elemen idempotent merupakan ring
g Id 1 e R 1 e .
bersih kanan.
untuk suatu r1 R
ring
y 1 e Re
dengan
mempunyai
idempoten e dan 1 e .
1 e R 1 e
elemen
Jika eRe dan
adalah ring bersih kanan
maka R merupakan ring bersih kanan.
e 1 e 1
Karena
elemen
orthogonal lengkap diperoleh : eRe R 1 e Re
Diambil sebarang
eR 1 e
. 1 e R 1 e
y 1 e r2 e
dan untuk
……(ii).
u U r eRe
maka
terdapat suatu
r3 R ……(iii) dan
e 1 e e ee e e 0 , maka e dan merupakan
maka
suatu r2 R Karena
…...(i)
u 1 eRe berarti u 1 er3 e untuk
Bukti :
1 e
dan
Karena x eR 1 e maka x er1 1 e
Teorema 4 (Călugăreanu, 2010) Diberikan R
maka b v g
idempoten
Dari persamaan i, ii dan iii, diperoleh yu 1 x 1 e r2 e er3 e er1 1 e yu 1 x 1 e r2 er3 er1 1 e
yu 1 x 1 e r2 er3 er1 1 e Karena
r2 R;e R;r3 R;r1 R
r2 .er3 e.r1 R
maka
sehingga diperoleh bahwa
yu 1 x 1 e R 1 e . Lebih lanjut lagi, karena
b 1 e R 1 e .
Karena 8
1 e R 1 e
suatu
ring
b y.u 1 .x 1 e R 1 e . asumsi,
1 e R 1 e
bersih
kanan.
sehingga Berdasarkan
merupakan ring
Oleh
karena
1
b yu x v g
itu,
dengan
v U r 1 e R 1 e
dan
menggunakan
b v g y.u 1 .x .
Operasi
x
v g y.u .x
Sekarang
f 0
1
x a x u f y b y v y.u 1 .x 0
0 g .
Sekarang
ditunjukkan
tinggal
x u y v y.u 1 .x U r R .
tinggal
0 f . g 0
dengan
0 f g 0
0 f . g 0
0 . g
0 g.g
dan
g Id 1 e R 1 e maka f . f f dan
sehingga
g.g g
Hal ini berarti f 0
0 f . g 0
0 f g 0
menggunakan
Jadi
operasi
baris
elementer. Karena ring R adalah ring dengan elemen satuan maka diperoleh elemen satuan
bahwa,
Ekuivalen
f Id eRe
Untuk mencari invers dari matriks tersebut
0
bahwa
0 f .f g 0
f terbukti bahwa 0
e dari R adalah 0
Elementer
menunjukkan
0 Id R . g
Karena
x u y v y.u 1 .x mempunyai invers di R.
metode
Baris
x u bahwa Ur R . 1 y v y.u .x
f menunjukkan 0
Dengan demikian,
0 dengan 1 e
diperoleh bahwa
f 0
g Id 1 e R 1 e . Akibatnya
a x u f y b y
u e x 1 y v y.u .x 0
. 1 e
Perhatikan
0 . Oleh karena itu, g
0 Id R . g
sebarang
a x e Re y b 1 e Re
eR 1 e
1 e R 1 e
merupakan elemen bersih kanan. berakibat
e Re R 1 e Re
Hal ini
bahwa
ring
eR 1 e 1 e R 1 e
maka
bahwa R merupakan ring bersih kanan.
9
Berikut diberikan suatu akibat bahwa ring matrik yang dibangun oleh ring bersih kanan merupakan ring bersih kanan. Akibat 5 (Călugăreanu, 2010) Jika R adalah ring bersih kanan maka M nn R
dengan
r.s adalah
elemen
idempoten di R. Karena r.s adalah elemen idempoten
1 r.s juga
di R dan diperoleh
merupakan elemen idempoten di R.
adalah ring bersih kanan. Ring
Diperoleh bahwa
elemen
satuan
Selanjutnya,
tinggal
r r.s 1
mempunyai elemen-elemen istimewa sepeti
bahwa
elemen unit, elemen nilpotent.
elemen unit kanan di R.
Himpunan
menunjukkan merupakan
gabungan dari himpunan unit kiri, unit kanan
Dibentuk
dan himpunan nilpotent dari ring tersebut
x r.s s r.s r.s 1 R
merupakan ring bersih kanan sekaligus ring bersih kiri.
Untuk lebih jelasnya berikut
sehingga diperoleh
diberikan teorema yang menyatakan hal
rs s rs rs 1 r rs 1 1
tersebut.
.
Teorema 6 (Călugăreanu, 2010) Setiap
Sehingga terbukti bahwa R adalah ring
R U l R U r R N R adalah
ring
ring bersih kanan dan ring bersih kiri.
rR
sebarang
berarti
r U r R berarti
r U l R U r R N R . Misalkan
sedemikian
r U l R berarti terdapat s R yang
s.r R , maka
memenuhi
s.r 1
dan
r.s R
berarti
rR
r U l R U r R N R . Misalkan
1. Akan ditunjukkan R ring bersih kanan. sebarang
2. Akan ditunjukkan R ring bersih kiri. Diambil
Bukti :
Diambil
bersih kanan.
.
terdapat
sehingga
sR
r.s 1
dan
s.r . s.r s r.s r
Perhatikan bahwa,
s.r . s.r s.1.r
r.s . r.s r. s.r .s
s.r . s.r s.r
r.s . r.s r.1.s
Diperoleh bahwa
r.s . r.s r.s
idempotent di R.
s.r adalah
elemen
10
Karena r.s adalah elemen idempoten
1 r.s juga
di R dan diperoleh
merupakan elemen idempoten di R. Tinggal
ditunjukkan
bahwa
elemen
r s.r 1
Karena 1 r R dan R adalah ring maka
1 r R ,
sehingga
diperoleh
dengan
1 Id R dan
r 1 1 r
1 r U R . l
merupakan
Oleh karena itu, R
adalah ring bersih kiri.
unit kiri di R.
Jadi
Dengan cara yang analog dengan (1)
R Ul R U r R N R
maka terbukti bahwa R adalah ring
terbukti
bahwa adalah
bersih kanan dan ring bersih kiri.
bersih kiri. Sekarang diambil sebarang r N R berarti r n 0 untuk n .
Persamaan r n 0
ring
Kesimpulan Berdasarkan pembahasan di atas dapat
ekuivalen
dengan
ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1 r 1 r r 2 ... r n1 1 .
Karena
1. Setiap ring yang dibangun dari elemen-
1 r 1 r r
2
... r
n 1
1
1 r U r R . r 1 1 r .
elemen idempoten adalah maka Diperhatikan
Karena
1 r R
dan R
kanan jika hanya jika ring utamanya merupakan ring bersih kanan. 2. Setiap ring yang merupakan gabungan himpunan
adalah ring maka
1 r R ,
diperoleh
r 1 1 r
1 Id R dan
1 r U R .
sehingga
r
dengan Oleh
1 r r
2
karena
... r
n 1
1 r 1
maka 1 r r ... r 2
sehingga diperoleh
r 1 1 r .
n 1
1 r 1
semua
elemen
unit
kiri,
himpunan semua elemen unit kanan dan himpunan
semua
elemen
nilpoten
merupakan ring bersih kanan dan ring bersih kiri.
karena itu, R adalah ring bersih kanan. Selanjutnya,
ring bersih
3. Setiap ring matriks atas ring bersih kanan merupakan ring bersih kanan. Pustaka Călugăreanu.G., 2010, One-sided Clean Rings, Studia Matematica, No.3, vol.55, pp.83-86. Camillo, V.P., and Anderson, D.D., 2002, Commutative Rings whose elements 11
are a sum of unit and idempotent, Communications in Algebra, No.7, vol.30, pp.3327-3336. Han, J., and Nicholson, W. K., 2001, Extensions of clean rings, Comm. Algebra, No.6, vol.29, pp.2589-2595.
Hazenwingkel,M., Nadiya G., and Kirichenko, V.V., 2005, Algebras, Rings and Modules, vol. 1, Kluwer Academic, New York.
12