Cuando pasé por primera vez al álgebra de operadores, equipado con los conceptos básicos del álgebra abstracta, encontré la siguiente definición de ideales:
Definición (ideales del álgebra). Un ideal izquierdo (respectivamente, derecho ) en un álgebra es un subespacio vectorial de tal que
Un ideal en es un subespacio vectorial que es simultáneamente un ideal izquierdo y derecho en .
(Esta definición está tomada del libro de texto de Murphy -álgebras y teoría de operadores . Cabe señalar que álgebra en este caso significa álgebra asociativa sobre , no necesariamente conmutativa o con unidad .)
En gran medida, las matemáticas son el arte de hacer las definiciones correctas, y es intuitivamente claro para mí que queremos ser un subespacio. Sin embargo, no puedo dejar de preguntarme si lo anterior es o no equivalente a la noción de un ideal rng en :
Definición (rng ideales). Un ideal rng izquierdo (respectivamente, derecho ) en un álgebra es un subgrupo aditivo de tal que
Un anillo ideal en es un subgrupo aditivo que es simultáneamente un ideal izquierdo y derecho en .
(La única diferencia es que la suposición del subespacio se reemplaza por la suposición del subgrupo más débil).
Ahora bien, si el álgebra es unitaria, es fácil demostrar que estas dos nociones coinciden. Suponer que es, digamos, un ideal de anillo izquierdo, entonces para todos y tenemos . Sin embargo, no está inmediatamente claro si estas definiciones son o no equivalentes si no logra ser unitario.
Esta página de la Encyclopedia of Mathematics ofrece un ejemplo patológico que muestra que las definiciones no son equivalentes para las álgebras asociativas generales (o incluso las álgebras de Banach): si para todos , entonces cada subgrupo aditivo es un ideal rng, pero solo los subespacios son ideales de álgebra. Esto responde parte de mi pregunta.
Sin embargo, dado que estoy principalmente interesado en -álgebras, queda la siguiente pregunta:
Pregunta. ¿Hay ejemplos de ideales rng en -¿Álgebras que no logran ser ideales de álgebra?
En este escenario, se descarta el ejemplo patológico de antes, por la identidad .
Considerar y deja sea el ideal rng generado por la secuencia con . Explícitamente, podemos describir como el conjunto de sucesiones de la forma dónde y . afirmo que si , entonces , entonces no es un ideal de álgebra. En efecto, si tuviéramos , entonces dónde es algún escalar distinto de cero. Dado que cada término de es distinto de cero, esto sólo puede ser cierto si para todos , lo que contradice el requisito de que .
Josse van Dobben de Bruyn