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64 CHAPTER4.工NF工NITELY MANY GENERATORS

ドキュメント内 関西学院大学リポジトリ (ページ 66-69)

PηooヅIn a subsequent proof,we uβe the fo11owing resu1t due to Kojima−

Miyanishi[101[Theorem1.21.

lLemma4.2.2.〃B二ψ2,_, 。,μ2,_,〃αη〃θ伽θδ∈LNDん(B)的

δ(η)=0αηdδ(ω= づ七十1∫orθαcん乞.丁加ηKerδ乞8αポαZgθうm geηem加∂

的・。,_,・肌αη畑士十1μr・!十1μ{(2≦1,ゴ≦η,1≠ゴ).

   For each monom1a1m= 1α1 叫α几V161 %斗1bれ斗1,de丘ne

τ(m)一

u亡羊11・・[之辛11一(1・… 一)・

Let∫1,n+1= !V、十1_( 2、.、 肌)〜1and1et∫{,ゴ=軌七十1坊_ !斗1晩for each pair(乞,ゴ)with1≦乞,プ≦れand−4≠ゴ、It is immediate that a11of∫1,η十1,

吻and篶,ゴbe1ong toλ. Letλノbe theん_suba1gebra generated by∫1,肌十1,

均(1≦乞≦η)and力,ゴ(1≦乞,ゴ≦η,乞≠ゴ).In the same fashion as in the proof of Theorem4.1.3,it su田。es to show that七here exists∫∈〃such that

∫1,肌十14_∫is of the form

        1勾九十1乏十 14−1(terms of工。wer degree in%十1).

We suppose that we obtain an e1ement in〃。fthe form

G、:・。㌦、。。七十9。一。μ、。。4−1+9仁。μ、。。ゼ 2+・十9、μ肌。。「十・十9。

with g乞∈ん[ 1,..、, 、,眈,...,gれ]and g4_1,...,g、十1divisib1e by 14−1,and

we use the descending induction0H,We show that G,is modi丘ed by an e1ement ofλ so that a new g,is divisib1e by 1H without changing the terms gH,_,g、十1.Furthermore,we suppose the fo11owing cond−itions are satis丘ed.

(1)F・・0≦1≦グ11ifw・w・it・g1一Σゴ市・州1,lwith〜∈

   ψ・,.一.,・、,μ・,_,μ、1;th・nゴ十ト(亡十1)9台,ゴ=(亡十1)4.

(2)We have仙,o=…=仏、乞一1=0for0≦づ≦4−1,i.e.,for each

    1ゴμ1〜伽,ゴapPearing in g乞,we haveゴ≧乞.

(3)For each monomia1m:α1ゴ物α2_ 肌αれμ1b1...%b・%十1{in

   μ、斗1㌦1ゴμ1舳伽,ゴwithゴ≦4_2,each ofα2,_,αれis congruent toτ(4_ゴ)

   mod−u1o亡十1and if we writeゴ 三4一ゴ(mod一む十1)with0≦ゴ ≦亡,

   we have

4.2.A GENERA∬ZAT工ON O−F THEOREM 4.ユ.3 65

      (i) (t+1)τ(η7)≧4一ゴ十2(老一2)Provided.ク =0,

     (ii)(t+1)τ(m)≧4一ゴ十2ゴノー6p・・vid・dプ >0.

The condition(3)imp1ies that for each monomia1m in%十1毒 1ゴV1q4,仏,ゴwith ゴ≦4−2,we haveτ(m)≧0.Indeed一,it is c1ear that4一ク十2(t−2)≧0.

Ifグ=1,then since4一ゴ≧2andむ十1≧3,we have4川ゴ≧4and hence

4一ゴ十2ゴ 一6=4一ゴー4≧0.Ifア≧2,then we have4一ゴ十2ゴ 一6≧

2+2.2_6=0.

   In the same way as in Theorem4.1.3,we suppose by a doub1e ind−uction

thatん、,o=…=ん、,ρ_1:0andん、,ρ≠0with r≦p≦4−2,and d−enote G,by G、,、.The beginning po1ynomia1for induction is G4_2,4_2=∫1,、十14,for whi・hgF(一1)4一{(1)・・乞((・。…・、)W一{,ん{,F(一1)4一づ(1)(・・…・肌)亡(4一{),

伽,ゴ=0(乞≠ゴ)and砺,づ:4_乞for O≦4,ゴ≦4_1.One can check easi1y that the above conditions(1)and(2)are satis丘ed for G4−2,4−2=∫1,九十14.We give

・・1y・p…f・fth・…diti・・(3)f・・G。一。,。一。=∫。、肌。。4,F・・…hl≦ト2,

take乞 ≡4一乞with0≦乞 ≦オ.The exponents of 2ゾ..,叫in( 2…叫)壬(4−4)

are aII equaI toψ_乞)moduユ。亡十1.If〆=0,we have

   (九十1)τ(凶几。。4((・。…π、)士V。)4−4)=(上1)(4−1)亡一(亡十1)(ト1)

   ≧2左(ト4)ト(之十1)(ト1)=(t−1)(グづ)=(4一乞)十(亡一2)(4一つ)

   ≧4一十2(亡一・2),

where we use the cond−itionη≧4,乏≧2and乞≦4−2.If乞 >0,we have

  (亡十1)巾。㌦。。{((・。…・、)士g1)4 乞)

一(一・)(・一… )1・(一・)(1・1)[亡羊11一(1・・)(H)

・・(・一…∫)1・・(1・1)[⑫・一亡羊11一(1・1)(H)

=(ト1)(亡一1)一助 十2(之十1)(1 一1)=(4一乞)(ト1)一2之十21L2

=(4一乞)十(4−1)(之一2)一2亡十21L2

≧トづ十2(之一2)一2亡十2乞 一2=4一つ十2乞 一6,

where we use the conditionη≧4,乞≧2andゼ≦4_2.

   We exp1ain the process of improving g、.By the same reasoning as in

Theorem4.1.3,we haveδ(ん。,ρ)=0.Lemma4.2,2imp1ies tha七ん、,ρis a sum

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CHAPTER4.工NF工N工TELγMANγGENERATORS

of po1ynomia1s of the form

…d2・小■九ノ毛・1

{,ゴ∈{2,_、η}

with c∈たand non−negative integersφ,ら,ゴーNote that a11of d2,_,dηare congruent toψ_ρ)modu1o亡十1,In fact,since the contributions ofthe力,ゴ to the exponent d2,...,dηare a mu1tip1e of古十1,the remark fo11ows from the condition(3).Now wb choose any one of the above po1ynomia1s and1et

H一π、,ゴ、{。,,、}∫1,!{・ゴT・k・p∫≡トρ(m・dl+1)with0≦ρノ≦1・Th・・

for each monomia1m in%十1「 1ρμ1伽 2d2_ ノ皿∬,we have in view of(i)

・nd(ii)・f(3),

       (亡十1)τ(μ。・・…。d2…・几d・):(亡十1)τ(m)

       ・にlll):ll;}1続,

where mu1tip1yingμ1舳吻d2...エ肌dηby any {f+1坊(乞≠1),蝪十10r 1does not change the va1ue ofτ.As we remark above,we have

       (t+1)τ(μ。伽…。d・…・れdれ)=(1+1)τ(m)≧0.

Hence there exists an eIement F∈〃。f the form

F一・バ「九,几。。「危,。q・…∫肌,。伽・。d・■(士十1)・・…・れ∂r(士十1)%

:・・。ρハ。・・,・μれ。。「・。d・…・肌d一

  十(terms of degree>ρin 1)十(terms of degree<r in蝪十1),

where g2+_十%:g。,ρ.We can prove that G、,p_F∬sa七is丘es the same conditions as G、,ρd−oes except for the conditionん、,ρ≠0but the number of nonzero terms inん、,ρgets sma11er.We prove this be1ow,By repeating this process inite1y many times,we obtain a new G,satisfying the condition ん、、,ρ=0.Fur七her,continuing this process丘ni七e1y many times,we obtain a mod.i丘ed−G,satisfying the conditionん、,o=… =ん、,4_2=0,i.e.,g,is divisib1e by 1ゼー1.Hence by induction on r,we comp1ete a proof.

   Now we show that G。,ρ一FH satis丘es七he same conditions as G、,ρd−oes but the number of nonzero monomia1terms inん、,ρbecomes1ess.We have on1y to show that each monomia1in F satis丘es七he cond−itions(1)一(3)since

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