-{d1? r
:,1-;*
..' ;
\
l
SEMTNAR NASTONAT
ATIABAR
2A12
t
"Kontribusi Aliabar
dan
pengajarannya
dalam
Riset
Sains
dan
teknologi,,
Sabtu, 14
April
ZOLTDiselenggarakan oleh:
Program Studi Matematika
furusan Matematika
Fakultas
Sains danMatematika
UNDIPPENERBIT
DAFIPERCETAKAN
UPT UNDIP PRESS
SEMARANG
ISBN :
978-G02-097-ZB8-6
PROSIDING
t
L.
'*
. :,;
-l
-l
l
DAJ'TAR
ISI
flalerngn
Judul...-..
....--:..."....-.
..
iKata
Pengaitr...
ii
Susunan Acare
Seminsr..,
ivDaftarIsi...
...-...:...
viAmir Kamal Amir,
Sifutldeal Prima
Terkait dengan Notasi OrderKiri
danArie Yulianti,
Ari
Suparwanto, Keterkendalia* Sistem DiskretLinear
Time-Dewi
Ismiarti,
I
Made
Sulandra,
Hery
Susaato, Menyelesaikan MasalahKeunggotaan
Modul
dan
Menenrukan Kombina,giLinier
Menggunakan BasisDian
A.
Yuwaningsih,
Indah E. Wijayanti-
BeberapaSifat
Ring BersihN-Kuat...---
)^/.Didi
Febrian.
Sri
Wahyuni.
Baberapa
Si,fatModut
Tersuplenten RadikatLemah...-.
..
42Dzikrullah
Akbar,
Sri
Wahyuni,
Beberapa
Sifat Modul
Weak
O-Suplemented.
54Fadhilah
Hanifah,
Suryadi,
Penggunaan GaloisField
(28) Pada AlgoritmaRijndael dalam Pengamanan Data
Citra
Digital...-...
65Farida Widiawati, Suryoto,
d-Aljabar...
75Gregoria
Ariyanti,
Ari
Suparwanto,
Budi
Sorodjo, Aljabar Maks
PlusTersimetris dan Sistem Kesetimbangan
Linier...
82Kartika
Sari,
Indah
E.
\{ijayanti,
SfcrrModul Injekttf
dalam Hubung,aruryadengan Modul Kompak Secsra
Persamoon...
.i...-..
96Maulia
Atfiyanih, Suryadi,
Penggunaan OperasiAljabar pada
AlgoritmaM.V.
AnyHerawati,
Eksistensi Basis VeWor Eigen dalam RuangEuclid-...,..,...
113Nikken P. Puspita, Modul Ata; Struktur
Enfivining
122vl
SIFAT MODUL INJEKTIF-MT]ITM
DALAM
HUBUNGANI{YA
DENGAII MODUL
KOMPAK
SECARA
PdNSAUAI,N
Mahasiswa program
rr,o,",
ffirfl;fr"J^i*^
universitas Gajah Mada
I u rusan
*.,*.1iL?il',Xi
Y"*lKll
G aj ah &(ada
Abstrak DiberiL:an ring dengan elsrnen satuan R suatu R-modul kanan
M dikatakan injeklif_
mumi apabila untuk setiap R-modul kanan A dan B dengan;
;#;i
murni dalam B- setiap
homomorfismaf. A'->M dapar diperruas menjadi
homomrrfism;f;;;;
sedangkan suatu R_
modul kanan M dikatakan kompai.secara prrio.oo, apabila untui setiap sistem persamaan rinear
di M vang mempunvai penveresaian u"rti"sg" di
ilI;I!;ilfi'i'"$ny"r"ruian
grobar di M. syamt perru dan cukup suatu submodul A-riurni_ dala; R_mJ"i't""":r'e adarah setiap sistem persamaan berhingga di A lang mempunyai penyelesaian.dl
"-r.r*
;;'unyai
peny"resaian di A.Hal ini mbngindikasikan aaalia hubungan untrru moaut
injeklf-"murni i-)n moaut kompak secara
ffi:ff#;^i:I]*f"Tl'i}1,'
ditunjukkan run*u*"Jui
;j;k;;;,*i
ekuirzren
;;;;;;
Kata Kunci: injektif-murni , kompak secara persomlan1.
PENDAHULUANRing R yang digunakan dalam seluruh isi turisan
ini
adalah ring dengan
elemen satuan- Ring bilangan bulat dan ring bilangan rasional
secara
berturut-turut dinotasikan dengan
z
dan Q. Himpunan semua bilangan asli dinotasikandengaa
N'
Modul
yang digunakan adalah R-moduikanan,
kecual
apabiladi,yatakan selain
itu.
Barisan eksak yang digunakan adarahbarisan eksak R_
modul
kanan-
ApabilaA
dan
B
sebarang R-modul kanan, makaA <
Rdimaksudkan sebagai
A
submodul dari B, sedangkan A<-
B sebagai notasi dari
A
sutrrnodul rnumi dariB.
Notasi_flodimakuakan fungsi _f yangdomainnya
dibatasi hanya untuk himpunan A.
Stenstr.m (19?5) menyatakan bahwa
M'
dikatakan submodur murni
dalam R-modul
M
apabila barisan eksak0
-->M,_>M_>M/M,_+0
murni,sedangkan barisan eksak
R-modul
0
--> M,_>
I{
__>M'_)
0
dikatakan murni
apabila monomorfisma
M'-> M marai.
Monornorfisma
f :
M,-+
Mdikatakanmurni
apabilauntuk
setiap R-modurkid
N
,/g1p:M,gN+MgN
tetap
monomorfisme. Istilah monomorfisma
mumi
ini
pertamakali
dikenalkan olehcohn pada tahun 1959. Selanjutnya, berdasarkan hasil penelitiau yang dilakukan
oleh Marpnda pada tahun 1960 diperoleh bahwa modul
L
sedemikian sehinggaHomq(- , L) mempertahankan keeksakan suahr barisan eksak murni disebut modul
injektif-murni.
Berikut merupakan teori sistem persamaan linear dalam
modul.
Apabiladiberikan suatu
elemen (mi)i"u
eMr
dan suafumafrks
berhingga kolom(r,i),.,,1., dengan
r,
e R, maka dapat dibentuk sistem persamaanZx,',
=*,
U
eJ)
dengan
x,vattabel
,
sedang)<anI
dan J himpunan indeks yang pada umumnyatidak berhingga-
Masing-masing eremen daram]uf
yang memenuhi systempersamaan (1) disebut penyelesaian (gtobal) sistem persamaan dalam
M.
Matriksberhingga kolom adaiah matriks yang elemen setiap kolomnya hampir semuanya
bemilai nol.
Suahr R-modui
M
dikatakan kompak secctra persdtmactnapabila
untuksetiap sistem persamaan
(l)
yang mempunyai penyeiesaian berhinggadi
M jugamempunyai penyelesaian
global
di M.
Sistem
persamaan(1)
dikatakanmempunyai penyelesaian berhingga apabila
untuk
setiap himpunan bagianberhingga.
F
c.J
terdapat
b,e
Msedemikian sehingga untuk7e
F,
berrakulb'r'
=m''
Petunjuk pertama adanya hubungan a*tara teori sistem persamaan daram
rnodul
denganmodul injektif-murni
diawali
oreh
Fieldhouse(1973)
yangmenemukan syarat perlu dan syamt cukup suatu submodul murni. Hai ini menjadi
dasar bagi Dauns (1994) untuk menuiukkan adanya hubungan antara modul
injektif-murni dan modul kompak secara persamaan.
Penelitian ini merupakan studi awal berupa studi literatur unluk penelitian
Iebih
laryut.
Berikut merupakan tiqiauan pustaka dari penelitianini.
Motivasimunculnya pengertian
modul
injektif-murni sampai dengan syaratperlu
dan
cukup
suatu submod*lmumi
seperti disebutkandi
atas
diperoleh dalamZimmermann-Huisgen(2000). Hubungan barisan eksak sprit dan barisan eksak
murni disebutkan daram Zimmermann
ea}q-
sedangkan definisi dan sifat
barisan eksak sprit diperoreh dai- Hazewinker
(200a).
seranjutnya, pembukrian
syarat
perlu dan
""kd
submodulmumi
diperorehdari
stenstnim(1975),sedangkan sifat ekuivalensi antara
modul injektif-murni danmodur kompak secara
persamaan diberikan oleh Dauns (lgg4).
Daram peneritian
ini
dibahas hubungan bansan eksakterpisah
barisan eksak murni, hubungan penjumlah rangsung dengan submcdur
syarat pertu dan cukup suatu submodul murni, serla ekuivalensi
modul
murni dengan modul kompak secara persamqan.
deagan
murni,
injelcif-2.
SUBMODULMURNI
Telebih dahulu dibahas hubungan barisan eksak murni dengan barisan
eksak terpisah, serta hubrrngan penjumlah rangsung dengan submodur murni.
selanjutnya, dibahas syarat perlu dan cukup suatu submodul murni.
Berikut ini diberikan definisi dan sifat barisan eksak terpisah.
Definisi 2.1L21 Bnrisqn eksak pendek R-modul
O_+M_L+M_€__+M,_)O
dikatakan split apabira terdapat homomorfisn'te cx:
M
-+M,
dan
B:
M,,->M
sedemikian sehingga ao
f
:lnndan
gog:1u,.
Kenyataannyq apabila salah satu dan
a .*u p
demikian ada, makayang lainnya juga ada. Hal ini seperti dinyatakan daram teorema berikut.
Teorema 2-2 I2l Apabila diberikan bqrisctn eksak
R-modur
g----17r7'-\
M
--E--+
M"----)0
e)
maka pernyataan-pernyataan berikut ekuivqlen:
a.
Bmisqn eksake)
terpisah.b.
Terdapat homomotfismau;
M
__+M,
sedemibiansehingga ao
J.=1r,.
c.
Terdapat homomorfismap
:M'
)
M seclemikian sehingga g o{J =1u,.
d-
M
=: M,@M,,Berdasarkan definisi serta sifat barisan eksak terpisah
dan barisan eksak
murni diperoleh Lemma 2. 1.3 berikut
t
? I
Lemrna 2.3 [6] Setiap barisan eluak terpisah adalah merupakan barisan eksak
murni.
Bukti
Diberikapbarisan eksak R-modul (2) terpisah. Diambil sebarang N R-modul kiri.
Karsoa barisan eksak
(2)
tyrpisah, maka berdasarkan Teorema2.2,
terdapathomomorfisrta d, :
M
-+M'
sedemikian sehingga a "f
=ir,.
Akibatnyadiper-oleh pemetaan cr 81N : M
@l/----+
rlf8i/
dan(a
81") "0f
81rr) = (a "f)@1,
= 1r,81r.
Hal ini berarti ,f
81,
monomorfis*u.tr
Selanjutnya, pengertian submodul murni didefinisikan berkaitan dengan
pengertian barisan eksak murni.
Definisi
2.4
I41
SubmodulM'
dalam R-modulM
dikatakon murni apabilabarisan elcsak A ->
M')
M
-+ M IM'-+0
murni.Karena setiap barisan eksak terpisah merupakan barisan eksak mumi,
nraka setiap penjunrlah langsung adalah mcrupakan submodul nrurni. Demikian
juga
setiap subruang dalam ruang vektor adalah merupakan submodul murni.Sehingga submodul murni
trivial
dari suatu modul adalah{0}
dan modul itusendiri.
Akan
tetapi
tidak
semua submodulmumi
merupakan penjumlahlangsung, seperti diberikan dalam contoh berikut
ini-Contoh
2.5
Diberikan keluarga R-modul kanan{M)iel},
makaSM,
butu.,penjumlah langsung
danflM,
,
akan tetapi @M,merupakan submodul murnidan
nM,
,karenaur*t
rJriup R-modulkiri
N,
pemetaaniet,:(ov
,)*^
r-(il,ar,)e^,,,,
suatu monomorhsma.
Di samping itu, tidak semrul sutrmorlul merupakan submodul mumi.
Contoh 2.6
pendek Z-modul 0 -+
Z-+ e
-+
Z /e
-->0 tidakmurni.Selanjutnya, diberikan syarat
perlu
dan cukup submodulmurni
yangpertama kali disampaiftan oleh I--ieldhouse pada tahirn
lg73
LSl, yang juga telahdibuktikan oleh Stenstro-
if
lzsl.
Untuk membuktikan sifat tersebut diperlukanlernma berikut.
Lemma 2.7 l4l Diberikan diagram komutatif
M'
p'
,M /'
>Mr.____)o
{a' I {a II
{a,,
N'
't'
,l/
_-_z_+iy'" ____J
0
dengan barisan-barisan R-modul horizontal eksak dan d, suatu monomor/isma.
d," monomoifsma
jika
dan hanyajika Imr1,r-imd=lmutrl.
Lemma 2.7 dapat dibuktikan dengan mudah dengan menggunakan definisi
keeksakan suatu barisan dan sifat komutatif diagram.
Teorema 2.8 [4] submodul
M'
murni dolam R-modul kananS
jit
"
dan hanyajika
setiap sistem persomqan linear\r,rr:
t,
(j
=1,2,3,...,n)(1,
e M',untuk setiapj,
neN,
(rr)matrtl<s berukuran k x npunyai penyelesaian di
Mjuga
mempunyai penyelesaion di M,.Bukti
(e)
Diambil sebarang R-modulkiri
L.
Akan ditunjukkan M,@L--+M@Lmonomorftsma. Berdasarkan sifat hasil kali tensor, maka dapat
diasumsi-kan L mempunyai presentasi berhingga. Karena itu terdapat barisan eksak
Rk ---s--+ R,,
__+
Z _-____+ 0(4) (3)
ru e R) yang
mem-dengan cr merupakan representasi matriks (47) dengan aturan
(t \
a:(r,)r-+lZrrr,l
j
= 1,2,...,n\i=r )
Hasil kali tensor dengan M" dan M pada barisan (4) menghasilkan barisan
eksak
M'@Rk '*o
> M'g_R"----J
M,gL->a
i.tJ
, M&p.t
laa
,MgR"__>M@L-______+0
dengan dua panah vertikal pertama monomorfisma- Selanjutnya
berda-sarkan Lemma 2.6 diperoleh M'@L -+ M @
L
suatu monomorfisma.I
(+)
Diasumsikan sistem persamaan(3)
mempunyai penyelesaiandi
M.Karena
M'
submodul murni dari M, maka untuk setiap P.-modulkiri
L, mqnomorfisma
M'@L
i@t' >M &l.
murni- Dibentuk matriks (47)V"ng*g
nentukan homomorhsmad: "Rr
:+
R'.
Sekarang, diambilL
= Rnllmrr
,maka barisan Rr
--L+ R'
-+L
-->0
eksak. Jika setiap modul barisan inidikali tensor secara berturut-turut derrgan dengan R-modul kanan
M'
danM
diperoleh diagram komutatif seperti pada pembuktiandi
atas. Karenaitu sistem persamaan (3) mempunyai penyelesaian di
M'.
I
Teorema 2.8 memberikan indikasi adanya hubungan antara teori sistem
persamaan linear dalam modul dan
teon
modul injektif-murni, seperti yangdibahas dalam bab berikut.
3.
I\{odulInjektif-Murni
dan Modul Kompak secsrs persumaanDefinisi modul injektif-mumi yang diberikan oieh Maranda pada tahun
1960 dalam Huisgen-zmmennam (20c0) seperti dinyatakan dalam pendahuluan
ekuivalen dengan definisi berikut.
Definisi 3.1 [3] R-modul
L
di]ratakan modul injeldif-murni apabila untuk setiapR-modul
A
danB
denganA
submodulmurni
dctriB,
setiap homomorfrsmaf
: A -+L
dapat diperluas menjadi homomorfisaf':
B --+L.
Berdasarkan Definisi 3.1, diperoleh Lemma 3.2 berikut ini.
Lemma 3.2
[1]
Setictp modul injektif merupakan modul injeHf-murni.Bukti
Diberikan R-modul
M injektif.
MisalkanA
submodul murni dari R-modul B.Diambil sebarang homomorfisma g : A --+
M.
KarenaM
rnjektrf maka terdapatE
Dengan
demikian,
contohtrivial
modur iniektif-murni adalah modulinjektif.
Konversdari
Lemma3.2
tidak berlaku, sebagai contoh z-modul Zndengan a e N-
{-I,0,I
} merupakan modul injektifqlurni yang tidakinjeltif,
Berikut ini diberikan karakterisasi dari modul injektif-murni.
Teorema
3.3
Ul
Apabila diberikan R-modulM,
mal{a pernyataan-pernyotaqnberibut ekuivalen:
l)
L injektif-murni2) L
penjumlah langsung dalam setiap modulyong
memuatnya sebagaisubmodul murni.
3)
sebarang sistem persamaan dolamL
yang
merupunyai penyelesaianberhingga di L juga mempunyai penyelesaion gtobat di L.
Bukti
l).+2)
DiasumsikanL
submodulmurni dari
suatu modulM,
maka terdapatmonomorfisma murni
f
:L-+
M.
Karenal- injektif-murni,makapeme-taan identitas
7r:LlL
dapat diperluas menjadih:M
-+r,
sehtaggahl,.
:1r.
AkibatnyaM
=L@(l,o -h)M
.
I
2i->3)
Diberikan
Z*,r,
=ffij
€L(i
e../)sebarang sistem persamaan linearyang mempunyai penyelesaian berhngga di
M
denganI
darr J himpunanindeks
yang umunnya
tidak berhingga.
selanjutnya, didefinisikanI
H
=<L,x,(i
el)ll.x,r,
.\fr',4--r----
= m1(J e -I) >yang merupakan R=modul kanan.Berdasarkan 2)terdapat
K
<H
sedemikian sehinggaH=L@K.
Lebihlanjut, diambil sebarang
x,e
H,
makax;=/i+2,
dengany,e
L
danz, e
K,
sehinggaZt,rr:
rn, untuk semuaj
e J ,sebagai relasi dalam Hi€I
meniadi
ZO,
*2,)r,t
=m,
atauZr,r,
-mj
- -2",r, eL.
K = {0}.iel t€l iel
Dengan kata lain
ll,r,t
=m,
urlttksemuai
e J .I
3)+1)
Diberikan barisan eksak murni0-+
A -+ B -+ B IA-+0
.
Diambilseba-rang homomorfisma
g:
A- r.
Dipilih elemen-elemen b, e.Bsedemiki-an'sehingga B =<
Aw
{b,li € 1} >.
Selanjutnya dikumpulkan semua relasiantara 6, dengan
a
e A,j
eJ
yang berbentukZb,rr
=a,.
Diperhatikanbahwa
Z*
O,:
g(aj) ,
i
eJ.
merupakan,,r,"i,
persamaan diL.
Seka-rang diambil
F
c
-I sebarang himpunan bagian berhingga. Karena A <* Bmaka
lD,(i:aj
dengan7e
F
mengakibatkanterdapatc,eA
sehing-ga
lc,r,
= at.
Apabila kedua ruas bentukini
dikenakan g makadiper-oleh
sistem pcrsamaanZx/u :
g(aj)di
L
mempunyai penyeresaianberhingga
di
L.Berda.".;3)
terdapat penyelesain globalX,
-
m,,eL,
yaitu berlakt
lm'
,r,
= g(ai)
untuk semuaj
eJ
.
Dibentuk h(b,) = ry, ,i€t
dan
misalkanhl.r=g.
Dcngan demikianuntuk
setiap1b,",
-o,
diper<iteh
ln@,)rr=g(ai\
untuk semua jeJ.
DenganJ"*,*ur.,
terdefinisi
,
hln=gdan
h:B
->L
perluasan darig
Dengan kata rain Linjektif-murni.
I
Apabila digunakan Akibat 3.3 bagian 3 dalam menentukan suatu modul
injektif-murni, perlu ditinjau sistem persamaan untuk sebarang bilangan kardinal
yang cukup besar. Hal ini menga-ntarkan pada dehnisi berikut.
Definisi 3.4
[4]
untuk sebarang bilangan kardinal tak berhingga N, modulM
dikatakan tl'-kompak sec{tra persdmsan apabila untuk setiap system persamaan
linear
8",r,
= ffij
€M(j
eJ)
denganlyl.
X,
yang mempunyai persamaanberhingga di
lul
terdapat penyelesaian global diM.
R-modut M kompak secarqpersama.an apobila modul tersebut
f
-kctmpok secara persamaan untuk semuaBerdasarkan Definisi 3.4 danTeorema 3.3, diperoreh hasil berikut.
Akitrat 3.5 [1]
Apabila diberikanM
R-modurdan
r1=[max(Rl,x)]*,
yaitubilangan kardinql succesor
dori lF(l+*o,
maka pernyotaan-pernyataan berikurekuivalen:
t)
M kompak secarlt persamaan.2)
M
N'-kompak secara persamaan3)
M injelaif-muni.Bukti
Berdasarkan Definisi 3.4 jelas berlaku
l)
=+ 2). Berdasarkan Teorema 3.3 berlaku3) <+
l)-
Berikutini
akan dibuktikan2)+3)
DiberikanA
submodul mumi dariR-modul'B.
Misalkang:A-+M
homomorfisma R-modurkanan.
Dibentukhim- punan
S
:
{(Vr},
yaitu himpunan semua pasangan(V,/)
denganA
<V
<U:
V<-
B,/: V+
M homomorfisma R-modul kanan,fln
:
A yang dilengkapidengan sifat:-untuk setiap
v'vr,...,v,,
e V,bt,b2,...,bkeB
dan ro eR
sedemikiansehingga berlaku
k
\b,r,
=v,
,=l
mengakibatkan terdapat m t, m 2,..., m- e M sedemikian sehingga
k
Z*,rr:
f|i)
j
=1,2,...,n
i=l
Jelas S
*
A.
Selanjuhrya, didefinisikan relasi(,,
sebagai berikut(V,f)
<'(V',-f,)
€ s <+y
cV'dan
f\n
=y
Berciasarkan Lemma Zorr,
s
mempunl,ai elemen maksimal, misalkan (rr*,f*).
Lebih lanjut, semua sistem persamaan
di M
dikumpulkan sedemikian sehinggahimp,nan sistem persamaan tersebut mempunyai kardinalitas kurang dari
atau
sama dengan
lpl+ l{o:
x.
KarenaM
ir*'- kompak secara pdrsomaan, diperorehhomomorfisma
-f*:B->Mdengan
f*ln=p.
KarenaA
submodul murni
dalam B, maka R-modui M injeklif-murni,
I04
I
Berdasarkan Akibat 3.5, diperoleh modul injektif-murni ekuivalen dengan
modul kompak secara persqmaan:
,
4.
KESTMPULANBerdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa melalui sifat submodul
murni dalam hubungannya dengan teori sistem persamailn dalam modul ,
dipero-leh
bahwamodul injektif-murni
elsivalen
denganmodul
lcompak secarrpersamaaru.
5.
UCAPAN TERTMAKAS{H
Atas terselesaikannya penelitian ini, saya ucapkan terima kasih kepada
1.Ibu Indah Emilia Wijayanti, selaku dosen pembimbing yang telah memberi
masukan-masukan serta memberi dorongan.
2. Ibu Sri Wahyuni yang juga telah memberi masukan-masukan.
Penelitian
ini
merupakan sebagian dari tesis peneliti pertama dan sebagiandibiayai melalui dana Hibah Penelitian Jumsan Matematika FMIPA UGM Tahun
Aj aran 20 I I I 20 | 2 dengan nomor kontrak 29 I I 0 I . 1 .28 /PL.-O 6.02 I 20 \ 1 .
6.
DAF-TAR PUSTAKA[]
Dauns, Johns. 1994. Modules and Rings. Cambridge University Press, NewYork.
[2]
Hazewinkel,dkk.
1994" Hazewinkel, Michiel, et a1., 2005, Algebras, Ringsand Modules, Volume 1, KluwerAcademic Publishers, New York.
[3]
Prest, Mike-2008.
Pure-injectiveModules-diakses tanggal 16 Januari 2012 pukul 16.50.
Stenstr6m, Bo. 1975- Ring af Quolrenr. Springer Verlag, New
York-Zimmermann-Huisgen, B-
2000.
Purigt, algebraic compactnes4 direct sumdecompositions, and representation type, in Infinite Length Modules, Trends
in Mathematics, Birkhausser Verlaag, 33 I -367.
[6]
Zimmermann,W-
2004. Pure-injective Modules, H-subgroup and dualitydiakses melaiui tanggal30 Maret 2012 pukui 19-45
141