環(huán)
定義
集合R和定義于其上的二元運算 + 和·,(R, +, ·)構(gòu)成一個 環(huán) ,若它們滿足:
(R, +)形成一個交換群,其單位元稱為 零元 ,記作‘0’。即:
(R, ·)形成一個幺半群,即:
乘法關(guān)于加法滿足分配律:
其中,乘法運算符·常被省略,所以 a·b 可簡寫為 ab。 此外,乘法是比加法優(yōu)先的運算,所以 a + bc 其實是 a + (b·c)。
基本性質(zhì)
考慮一個環(huán)R,根據(jù)環(huán)的定義,易知R有以下性質(zhì):
?a∈R,a·0 = 0·a = 0;(這也是為什么0作為加法群的單位元,卻被稱為“零元”)"
證明:a·0 = a·(0 + 0) (環(huán)的結(jié)合律) = a·0 + a·0 => a·0 - a·0 = a·0 + a·0 - a·0 (環(huán)有加法逆元) => 0 = a·0 ; 0·a 同理
?a,b∈R,(-a)·b = a·(-b) = -(a·b);
證明: (-a)·b = (-a)·b + (a·b) - (a·b) = (-a + a)·b - (a·b) (環(huán)的結(jié)合律) = 0·b - (a·b) = -(a·b) ; a·(-b) 同理,故(-a)·b = -(a·b) = a·(-b)
環(huán)的相關(guān)概念
特殊的環(huán)
此定義等價于以下任何一條:
例:整數(shù)環(huán),多項式環(huán)
除環(huán)不一定是交換環(huán)。反例:四元數(shù)環(huán)。
非交換的除環(huán)是體。
交換的除環(huán)是域。
例子
集環(huán) :非空集的集合R構(gòu)成一個環(huán),當(dāng)且僅當(dāng)它滿足以下幾個條件中任何一個:
整數(shù)環(huán)是一個典型的交換且含單位環(huán)。
有理數(shù)環(huán),實數(shù)域,復(fù)數(shù)域都是交換的含單位元環(huán)。
所有項的系數(shù)構(gòu)成一個環(huán)A的多項式全體A[X]是一個環(huán)。稱為A上的多項式環(huán)。
n為正整數(shù),所有n×n的實數(shù)矩陣構(gòu)成一個環(huán)。
環(huán)的理想
考慮環(huán)(R, +, ),依環(huán)的定義知(R, +)是阿貝爾群。集合I ? R,考慮以下條件:
(I, +) 構(gòu)成 (R, +) 的子群。
?i ∈ I,r ∈ R,有i·r ∈ I。
?i ∈ I,r ∈ R,有r·i ∈ I。
若I滿足條件1,2則稱I是R的 右理想 ; 若I滿足條件1,3則稱I是R的 左理想 ; 若I滿足條件1,2,3,即I既是R的右理想,也是R的左理想,則稱I為R的 雙邊理想 ,簡稱 理想 。
示例
整數(shù)環(huán)的理想:整數(shù)環(huán) Z 只有形如{nZ}的理想。
基本性質(zhì)
在環(huán)中,(左,右,雙邊)理想的和與交仍然是(左,右,雙邊)理想。
在除環(huán)中,(左,右)理想只有平凡(左,右)理想。
對于環(huán)R的兩個理想A,B,記 A B = { ∑ ∑ --> k = 0 n a k b k | a k ∈ ∈ --> A , b k ∈ ∈ --> B } {\displaystyle AB=\left\{\sum _{k=0}^{n}a_{k}b_{k}|a_{k}\in A,b_{k}\in B\right\}} 。則由定義易知:
相關(guān)概念
半素理想是一類比素理想相對較弱條件的理想,因為素理想是半素理想,但半素理想未必是素理想。
有關(guān)環(huán)的其它概念
零因子 (zero divisor):
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