§ 12.6. Теорема Нётер — Сколема
 
Цель настоящего параграфа — доказать теорему Нётер — Сколема для алгебр из класса  Более общий результат содержится в упр. 1.
 Более общий результат содержится в упр. 1. 
Начнем с рассмотрения частного случая теоремы Нётер — Сколема, из которого затем будет выведен общий результат. 
 
Лемма. Пусть В — конечномерная простая F-алгебра и  векторное пространство над полем
 векторное пространство над полем  Если
 Если  гомоморфизмы
 гомоморфизмы  то существует элемент
 то существует элемент  такой, что
 такой, что  для всех
 для всех  
 
Идея доказательства заключается в том, что  снабжают
 снабжают  структурами
 структурами  -модулей. Полученные модули обязаны быть изоморфными, поскольку В — простая алгебра, а модули над конечномерными простыми алгебрами в соответствии со следствием
-модулей. Полученные модули обязаны быть изоморфными, поскольку В — простая алгебра, а модули над конечномерными простыми алгебрами в соответствии со следствием  классифицируются их размерностями. Искомое линейное преобразование
 классифицируются их размерностями. Искомое линейное преобразование  есть в точности изоморфизм этих модулей. Точнее, определим
 есть в точности изоморфизм этих модулей. Точнее, определим  как правый
 как правый  -модуль на
-модуль на  с операцией умножения на скаляры
 с операцией умножения на скаляры  и зададим операцию умножения на скаляры в
 и зададим операцию умножения на скаляры в  следующим образом: и
 следующим образом: и  Стандартные вычисления показывают, что все аксиомы для модулей в
 Стандартные вычисления показывают, что все аксиомы для модулей в  и
 и  выполнены. Пусть
 выполнены. Пусть  изоморфизм
 изоморфизм  -модулей, существование которого обеспечено следствием
-модулей, существование которого обеспечено следствием  Тогда
 Тогда  т. е.
 т. е.  для всех
 для всех  
 
Теорема Нётер — Сколема. Пусть и предположим, что В — простая подалгебра алгебры А. Если  гомоморфизм алгебры В в алгебру А, то существует элемент
 гомоморфизм алгебры В в алгебру А, то существует элемент  такой, что
 такой, что  для всех
 для всех  
 
Доказательство. В силу предложения  существует изоморфизм F-алгебр
 существует изоморфизм F-алгебр  Положим
 Положим  где
 где  -гомоморфизм вложения. Поскольку алгебра
-гомоморфизм вложения. Поскольку алгебра  проста по лемме
 проста по лемме  то из леммы вытекает существование элемента
 то из леммы вытекает существование элемента  такого, что
 такого, что  для всех
 для всех  Пусть
 Пусть  Так как
 Так как  обратимый элемент, то и
 обратимый элемент, то и  обратим, причем
 обратим, причем  Кроме того, поскольку
 Кроме того, поскольку  изоморфизм алгебр, то
 изоморфизм алгебр, то 
 
Так как изоморфизм  инъективен, то
 инъективен, то 
 
Полагая в  получим
 получим  т. е.
 т. е.  последнее в силу леммы
 последнее в силу леммы  Аналогично,
 Аналогично,  Поэтому
 Поэтому  где
 где  Следовательно,
 Следовательно,  Наконец, если
 Наконец, если  в равенстве (1), то
 в равенстве (1), то  и для всех
 и для всех  поэтому
 поэтому 