近世代数课件全31 环的定义与性质.ppt

1R 0 的无零因子环 R 称为整环.
例 6 整数环, 高斯整环 都是整环, 而偶数环为 无零因子环.
2019/12/27
3.除环和域
定义 8 设 R 为有单位元 1R 的环,
a( 0) R ,如果存在 b R ,使得,则称a为
ab ba 1R R 的可逆元,并称
b
为
a
的逆元.
单位元.
2019/12/27
例1 整数集关于数的加法与乘法 构成有单位元的交换环. 这个环的零元是数0,单位元是数1. 这个环称为整数环.
同样,有理数集,实数集,复数集关 于数的加法与乘法构成有单位元 的交换环
2019/12/27
定理1
设 R 是一个环,如果 R 有单位元,则
单位元是唯一的.
R 的单位元常记作 1R .
近世代数
第三章 环与域 §1 环的定义与性质
2019/12/27
一、环的定义
定义1 设 R 是一个非空集合. 如果在 R 上定义了两个代数运算“+”与“.”
(分别称为加法与乘法),并且满足
(1) R 关于加法构成一个交换群（加群）；
(2) 乘法结合律成立：
a, b, c R, (a b) c a (b c)
分别为 M 的左右零因子.
2019/12/27
定义 6 一个没有零因子的环称为无零因子环.
定理 3 无零因子环 R 中,关于乘法
两个消去律成立.即设 a, b, c R, b 0
,如果 ab cb 或 ba bc ,则 a c.
2019/12/27
2.整环 定义 7 一个交换的,有单位元 1R 且
如果n N 如果 n N

n
0
如果n 0
则有倍数法则:对任意 a, b R, m, n Z
(1) ma na (m n)a
(2) m(a b) ma mb
(3) m(na) (mn)a
(4) m(ab) (ma)b a(mb)
2019/12/27
设 a R, a 的加法逆元称为 a 的负元 ,记作 a .
R 的零元与 R 的每个元素的负元都是
唯一的.
2019/12/27
定义2 如果环 R 的乘法还满足交换律, 则称 R 为交换环.
定义3 如果环 R 中存在元素 e ,使得 ea ae a,a R
则称 R 为有单位元的环,并称 e 为 R 的
,则
n
n
(1) a( ai ) aai
i 1
i 1
n
n
(2) ( ai )a aia
i 1
i 1
n
m
nm
(3) ( ai )( bj ) aibj
i 1
j 1
i1 j1
(4) (ma)(nb) (mn)ab
2019/12/27
三、子环
定义4 若环 R 的非空子集 S 关于环 R 的加法与乘法也做成环，称 S 为 R 的子环
性质3. 设 R 为环, 则对 a, b R ,有
(1) a 0 0 a 0 (2) (a) a (3) a(b) (a)b ab (4) (a)(b) ab
2019/12/27
性质4. 规定方幂: 设 a R, n N , 规定
an a a a
ba 0 ，则称 a 为 R 的一个右零因子.
左零因子与右零因子统称为零因子.
不是左零因子也不是右零因子的元素， 叫做正则元.
2019/12/27
例5
设 M M2(R),
A


1 0
1 0

,
B


1 1
1
1

都是 M 的非零元,而 AB 0 ,所以 A, B
若a 可逆, 则 a 的逆元唯一, 且 a 的逆元也可逆.可逆元 a 的唯一的
逆元记作 a1 ,且 (a1 )1 a.
2019/12/27
例7
，记作 S R.
定理2 S R "a, b S,
有a b S, ab S "
例 2 R {2a | a Z} Z
2019/12/27
例3
数域 K 上的全体 n 阶方阵的集合
Mn(K ) 关于矩阵的加法与乘法 构成环.
这个环称为数域 K 上的 n 阶全阵环.
Q[ d ] {a b d | a, bQ}
关于数的加法与乘法都构成有单位元的交换环.
2019/12/27
四、特殊类型的环 1. 无零因子环
定义 5 设 R 为环, a 为 R 的非零元素.
如果存在非零元 b ，使 ab 0 ，则称a 为 R 的一个左零因子； 如果存在非零元 b ，使
2019/12/27
二、环的性质 性质1. 规定减法:
a b a (b),a, b R
，则有移项法则:
a b c a c b,a, b, c R
2019/12/27
性质2. 规定倍数: 设 a R , 规定
aa a

n
na (a) (a) (a)
n
,则有下列指数法则:
(1) (am )n amn (2) am an amn
注意: 如果环 R 不是交换环, 则等式
(a b)n an bn 一般不成立.
2019/12/27
性质5. 广义分配律: 设
a, ai , bj R, i 1, 2, , n, j 1, 2, , m
(3) 乘法对加法两个分配律成立：a, b, c R,
a (b c) a b a c, (b c) a b a c a
则称 (R, , ) 为环,或简称 R 为环.
2019/12/27
说明：
(R, ) 是一个交换群. 其加法单位元常用0表示,称为环 R 的零元.
当 n 1 时,这是一个非交换环,
它的零元为零矩阵, 单位元为单位矩阵.
2019/12/27
例 4 证明 数集
Z[i] {a bi | a, b Z}
关于数的加法与乘法构成有单位元的交换环. 这个环称为高斯整环.
类似地可证, 如果 d 为非平方整数, 则
Z[ d ] {a b d | a, b Z},