模n高斯整数环的商环的立方映射图
信息安全数学基础ch10环

第九章 环
定义 设R是至少含有两个元素的环, 1如果R中每个非零元均可逆,则称R是一个除环。 2交换的除环称为域。 除环中所有非零元素构成的集合在乘法下构成一个群。
第九章 环
例 设p是一个素数,则(Zp,+,.)是一个域。 1假定[a]≠[0],有(a,p)=1; 2存在s,t∈Z使得 as+pt=1; 3as≡1(modp); 4[as]=[1]=>[a].[s]=[1]。
第九章 理想商环
定义 设(R,+,.)是一个环,S是R的非空子集,如果S关于R的 运算也构成环,则称S是R的子环. 例 整数环Z是有理数环Q的子环。 例 (mZ,+,.)={mk|k∈Z}是整数环Z的子环; mZ在Z的加法和乘法下封闭; 容易看出mZ在Z的加法和乘法下构成一个环; mZ是Z的子环。
第九章 理想商环
定义 设(R,+,.)是环,I是R的一个子环,如果对任意的a∈I 和任意r∈R,均有ra∈I;ar∈I,则称I是R的一个理想。 一个环至少有两个理想,即环R本身及{0},这两个理 想称为环R的平凡理想。
第九章 理想商环
定理 设I是环R的理想,在加法商群R=I上定义如下的乘法 (x+I)+(y+I)=(x+y)+I (x+I).(y+I)=(xy)+I 则上述定义是R/I上一个乘法运算,且R/I关于加法, 乘法构成一个环。 1根据前面的讨论,这里的加、乘运算定义是自恰的。 2环R=I称为R关于理想I的商环。 3在讨论商环时,我们一般把x+I记为x。
f(x)g(x)的m+n次项的系数为anbm; 由于R无零因子,所以anbm≠0; f(x)g(x)≠0。
《近世代数》课件

近世代数的重要性
近世代数是数学领域中的基础学科之 一,是学习其它数学分支的重要基础 。
它对于理解数学的抽象本质和掌握数 学的基本思想方法具有重要意义,有 助于培养学生的逻辑思维和抽象思维 能力。
课程大纲简介
本课程将介绍近世代数的基本概念和性质,包括集合、群、环、域等代数系统的 定义、性质和关系。
1.1 答案
对。因为$a^2$的定义是两个整数相乘,结果仍为整数。
第1章习题及解答
1.2 答案:(略)
1.3 答案:群的基本性质包括封闭性、结合律和存在单位元。
第2章习题及解答
2.1 判断题:若$a$是整数,则$a^3$也是整数。 2.2 选择题:下列哪个是环?
第2章习题及解答
要点一
2.3 简答题
编码理论中的应用
线性码
线性码是一类重要的纠错码,其生成矩阵和校验矩阵都是线性方程组的解。这 些矩阵的构造和性质都与代数理论紧密相关。
高斯-若尔当消元法
在编码理论中,经常使用高斯-若尔当消元法来求解线性方程组,这种方法在代 数中也有广泛的应用。
物理学中的应用
量子力学中的态空间
在量子力学中,态空间是一个复的向量空间,其基底对应于可观测物理量。这与代数学中的向量空间 概念非常相似。
如果E是F的一个子集,且E中的元素 都是方程f(x)=0的根,其中f(x)是F上 的一个多项式,那么E在F上形成一个 子域。
如果E是F的一个子集,且E中的元素 都是方程f(x)=0的根,其中f(x)是F上 的一个不可约多项式,那么E在F上形 成一个有限子域。
有限域
有限域的性质
有限域中的元素个数一定是某个素数的幂。
理想与商环
理想的定义与性质
介绍理想的定义,包括左理想、右理想、双边理想等 ,并讨论理想的封闭性、运算性质等。
第九讲 环和域讲解

具有有限个元素的域,称为有限域。 定理2:(Zn,+,·)是域的充要条件是n是素数。
环
零元、 单位元
有单位元环 无零因子环
交换环 非零元素可逆
整环 除环
域
问题:整环、除环和域的区别?分别举例。
二、子环、理想、商环
1.子环
<R,+>是一个交换群,称为环R的加法群。 如果环R的乘法还满足交换律,则称R为交换环。
例1:全体整数所成集合Z对于通常数的加法与乘法构成一 个环<Z,+,·>。 <Z,+,·>是一个交换环。 <Z,+,·>称为整数环。
有理数集Q、实数集R、复数集C对于通常数的加法与乘 法构成交换环。
把数集关于数的加法、乘法做成的环,称为数环。
Z,Q,R,C都是数环。
例2:设Z[i] {a bi | a,b Z,i 1},
则Z[i]关于复数加法和乘法构成一个交换环, Z[i]称为 高斯整数环。
例3:设Mn(Z)={(aij)n×n | aijZ}为元素为整数的一切n阶方 阵所成集合,则Mn(Z)对矩阵加法是一个可换群,对矩阵乘 法是一个半群,且适合分配律,所以<Mn(Z),+,·>是一 个环。
3.环的分类 3-1.无零因子环
定义2:设R是一个环,a,bR,若a·b=0,且a≠0和 b≠0,则称a为R的一个左零因子,b为R的一个右零因子。 若一个元素既是左零因子,又是右零因子,则称它为零因子。
例7:求模6的同余类环Z6的所有零因子和单位。 定义3:设环R不含左、右零因子,则称R为无零因子环。
第九讲 环和域
教师:李艳俊
Gauss整数环及其商环的几个性质

兰z[ / +1 , ] ( ) 并推 广 了文献 的主要 结论 .
关键 词 : a s 整数 环 ; 想 ; G us 理 商环 ; 同构 ;
中图分 类号 : 1 3 3 0 5 . 文献标 识码 : A
S m e p o e te ft e Ga s n e r lrn n h u te trn o r p riso h u s i tg a i g a d t e q o in i g
引理 3 设 Z i的子环 S 舢 + + cl , Z}其 中 D b E , [] ={ 柚 nim n , E ,, 并且 c O时, lb + , : Z # a ( C)则 () 1 当时 C 0 S Z i的理想当且仅当 a b 0 = , 是 [] = =;
cse ippr h o opi f i ndZ[ ] ( +1 sp vd helaigrsl f usdi t s ae.T ei m rhs o Z[]a x / x nh s m )i r e ,t dn euto o e s
t e r f r n e 4 s e tn d h e _e c [】i x e de e
Z i有 以下性 质 :1 Z i为整环 ;2 Z[]为 欧 氏环 ;3 [] 主理 想环 ;4 Z[]为唯一 分解 环. [] ( ) [] () i ( )Z i为 () i 定义 2 … 设 Ⅳ是 Z i的一个 主理 想 , Z[] 模 Ⅳ 的剩余 类 为商环 , 为 Z i/ . [] 称 i的 记 []N 定 义 31 设 R为环 , 的所 有 的多 项式 形 成一个 环 , 为 R上 的 多项 式环 . 】 L R上 称 引理 1 设 m+n是 z[] 素元 , Z[] m+n 是 一个域 . i 的 则 i/
高斯整数环对费马大定理n=3

高斯整数环对费马大定理n=3
费马大定理是一个著名的数学定理,它声称对于任何大于2的整数n,不存在三个大于1的整数a、b和c,使得an=bn+cn。
然而,当n=3时,费马大定理有一个简单的证明,它基于高斯整数环的概念。
高斯整数环是由所有形如a+bi的复数组成的集合,其中a和b是整数,i是虚数单位(满足i^2=-1)。
在这个环中,我们可以定义整数的范数为该整数与其共轭复数的乘积的平方根。
对于任意的高斯整数z=a+bi,其范数定义为|z|=√(a^2+b^2)。
现在,假设存在三个大于1的整数a、b和c,使得a^3=b^3+c^3。
我们可以将这三个整数视为高斯整数环中的元素,并考虑它们的范数。
由于a、b和c都是整数,它们的范数就是它们自身的绝对值。
因此,我们有|a^3|=|b^3+c^3|。
但是,根据高斯整数环的性质,我们知道|b^3+c^3|≥|b^3|-|c^3|。
这意味着|a^3|≥|b^3|-|c^3|。
由于a、b和c都是大于1的整数,所以|a^3|、|b^3|和|c^3|都大于1。
因此,我们得到|a|≥|b|-|c|。
然而,这与我们的假设矛盾,因为我们已经假设a、b和c都是大于1的整数,所以|a|不可能小于或等于|b|-|c|。
因此,我们的假设是错误的,不存在三个大于1的整数a、b和c,使得a^3=b^3+c^3。
这就是费马大定理在n=3时的证明。
西北工业大学《离散数学》课件-第14章

的逆元
12
实例
集合 运算
Z,Q,R 普通加法+ 普通乘法
单位元
0 1
零元 无 0
Mn(R) P(B)
矩阵加法+ 矩阵乘法
并 交 对称差
n阶全0矩阵 n阶单位矩阵
B
无 n阶全0
矩阵
B 无
逆元
x逆元x x逆元x1 (x1给定集合)
X逆元X X的逆元X1 (X可逆)
的逆元为 B的逆元为B X的逆元为X
交与对称差 对可分配 无
10
特异元素:单位元、零元
定义14.7-9 设◦为S上的二元运算, (1) 如果存在el (或er)S,使得对任意 x∈S 都有
el◦x = x (或 x◦er = x), 则称el (或er)是S中关于◦运算的左(或右)单位元. 若e∈S关于◦运算既是左单位元又是右单位元,则称e为S上 关于◦运算的单位元. 单位元也叫做幺元.
2
14.1 代数系统的基本概念
定义14.1 设S为集合,函数f:SSS 称为S上的二元运算, 简称为二元运算.函数 f:S→S 称为S上的一元运算,简 称一元运算. S 中任何元素都可以进行运算,且运算的结果惟一. S 中任何元素的运算结果都属于 S,即 S 对该运算封闭.
高斯整数

高斯整数数学的数基本自然数整数二进分数有限小数循环小数有理数代数数实数复数高斯整数负数分数单位分数无限小数规矩数无理数超越数二次无理数虚数艾森斯坦整数延伸双复数四元数共四元数八元数超数上超实数超复数十六元数复四元数Tessarine大实数超实数其他对偶数双曲复数序数质数同余可计算数阿列夫数公称值超限数基数P进数规矩数整数序列数学常数π = 3.141592653...e = 2.718281828... 虚数单位i2 = − 1无穷∞高斯整数是实数和虚数部分都是整数的复数。
所有高斯整数组成了一个整域,写作Z[i]。
它是个不可以转成有序环的欧几里德域。
高斯整数是复数面上的整点。
高斯整数就是集。
高斯整数的范数都是非负整数,定义为N(z×w)=N(z)×N(w)。
Z[i]的单位(1, −1, i及−i)的范数均为1。
目录[隐藏]• 1 作为唯一分解整环o 1.1 作为整闭包o 1.2 作为欧几里德环• 2 未解决的问题• 3 参见• 4 参考文献[编辑]作为唯一分解整环高斯整数形成了一个唯一分解整环,其可逆元为1、-1、i,以及-i。
Z[i]的素元素又称为高斯素数。
高斯素数的分布高斯整数a + bi是素数当且仅当:•a、b中有一个是零,另一个是形为4n+ 3或其相反数−(4n+3)的素数;•或a、b均不为零,而a2 + b2为素数。
以下给出这些条件的证明。
必要条件的证明为:仅当高斯整数的范数是素数,或素数的平方时,它才是高斯素数。
这是因为对于任何高斯整数g,。
现在,N(g)是整数,因此根据算术基本定理,它可以分解为素数的乘积。
根据素数的定义,如果g是素数,则它可以整除p i,对于某个i。
另外,可以整除,因此。
于是现在只有两种选择:要么g的范数是素数,要么是素数的平方。
如果实际上对于某个素数p,有N(g) = p2,那么g和都能整除p2。
它们都不能是可逆元,因此g = pu,以及,其中u是可逆元。
Gauss整数环的主理想及其商环研究

1 是一 个 子加 群 ; ),
2 )对任 意 aE , r∈ R, 素 a ,a都 在 ,中 . , 元 rr
此 时我 们称 , 是环 尺 的一个 理想 .
定 义 3 我 们称 环 ( I +,) R/ , . 为环 R关 于理 想 ,的商环 , 中 其
() 3
() 4
由( ) 眦 =一 n 3式 y及 ( n m, )= 1 m ln n l 得 y,
故 m I , Y nl
令 Y = 麟 , = n 并将 其代 人 i =一 n t n x y得 r t=一rn ,. n≠ 0 .S=一t即 = n , =一mt a n u s ‘m ’ '. . , tY .
2 商 环
定 ll 理
Z 2∈ H
Im 凡 里 H ( m, 素所的集为 =2 2 记 = +i 元 z在陪记 : +, 这 凡 ) 则
z+H = { z+( +y)n+ m )IV , i( Y∈ z , 简记 为 [] z. 引理 4 设 日是 环 的一 个理 想 , Z +H = +日,即 [ b 则 。 z]= [ 的充分 必 要条 件是 。 z] 一 定理 1 的证 明 :当 ( 凡 m, )= 1 , 时 下证 0 12 … , ,,, m + n 一1 m 个 数在 不 同 的陪集 中 , 这 + 即 V ≠ Y 对 a bE {,,, , + 一1 , n—b H, , , 0 12… m }有 即设 0< b< 0 < m +凡 一l有 对任 何 ,
n + 7 , m
元 素个数 是 m +n .
关 键词 :G us 数环 ;理想 ;商环 ;素元 as 整 中图分 类 号 : 13 O 5 文献标 识 码 :A 文章 编 号 :6 16 7 ( 0 10 420 17 —8 6 2 1)60 8 —5
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到 口有 一 条 有 向边 。本 文 对 映 射 图 留 ( y ) 的 结 构 进 行 了研 究 , 包括 留 ( y ) 中不 动 点 的个 数 , 顶点 0 、 1的 入 度 ,
( y ) 的半 正 则 性 , 以及 任 一个 零 因 子 顶 点 在 映 射 图 中 的高 度 等 。
一
个 图称 为正 则 的 当且 仅 当存 在 正整 数 d, 使 得 图 中所有 顶 点 的Байду номын сангаас人度 等 于 d。一 个 图 称 为半 正则 的
当且仅 当存 在正整 数 d, 使 得 图 中所 有顶 点 的人度 等于 d或 者 0 。在 映射 图 中 , 如果 h是最小 的非负 整数
使 得 位 于 圈上 , 则称顶 点 的高度 h 口为 h。如果 是 圈上 的点 , 则h 口 一0 。
高斯整 数环 z r - i - 1 是 很典 型且 构造 特殊 的一类 环 , 在 环论 中 占很 重 要 的地 位 , 由于 Z[ i ] 既 融入 环 论 的 思想 , 同时 又有数 论 的思想 贯穿 其 中 , 国内外学 者 们从 多个 方 面对 Zi - i - 1 进 行 了研究 。例 如 : 文献 [ 1 ] 确 定 了商 环 Z[ i - ] / ( y > 中的等价 类 , 并 对该 商环 进行 了同构分 类 ; 文献 [ 2 — 3 ] 研究 了 ZE i ] 的一些 商环 的立 方映 射 图 的结 构 ; 对于 zB] 的商 环 的单位 群 的研 究 , 则在 文献 [ 4 — 5 ] 中获得 了完 全 的结 果 ; 文献 [ 6 — 7 ] 则从 零 因子
关键词 : 高斯 整 数 环 ; 立方映射图 ; 人度 ; 圈; 半 正 则性
中图 分 类 号 : O1 5 3 . 3 , O1 5 7 . 5 文献标志码 : A 文章编 号 : 1 0 0 1 — 6 6 0 0 ( 2 0 1 6 ) 0 3 — 0 0 5 3 — 0 9
0 引 言
和零 因子 图的角 度对 高斯 整数 环 的商 环进 行 了研究 。
对 于 高斯整 数环 的商 环 zE i ] / ( y ) , 我们 定义立 方 映射 图 ( y ) , 该 映射 图 的顶点 为 ZE i ] / ( y > 中的所 有
元素 , 并且 , 对 于图 中的两个 顶 点 a和 , 如果 : = : a 。 , 则 从 a到 有 一条 有 向边 。其 中 ( y ) 的每 一个 极 大
的正则性 以及 任一 个零 因子 顶点 在 够 ( y ) 中的 高度 。推广 文献 [ 2 — 3 ] 中的相 关结论 。
收稿 E I 期: 2 0 1 6 — 0 3 — 0 3
基 金 项 目: 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 1 1 4 6 1 0 1 0 , 1 1 6 6 1 O 1 4 ) ; 广 西 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 ( 2 0 1 4 GX NS F AA1 1 8 0 0 5 ) ;
第 3 4卷
第 3期
广西 师 范大学 学报 ( 自然 科 学版 )
J o u r n a l o f G u a n g x i No r ma l Un i v e r s i t y ( Na t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
对于 r / 一n +b i ∈Z [ i - ] , 记I 7 7 I = = :  ̄ / n 。 +b 为r l 的模 。记 z 为模 剩余类环 , 同时 z 也表示 阶加法
循 环群 。令 尺 为任 意 的交换 环 , 定 义 U( R) 为 R 的单位 群 , D( R) 为 R 中所 有零 因子 构成 的集 合 。若 a ∈ U( . R) , 定义 0 ( a ) 为 a在 己 , ( R) 中 的阶 。如果 R—Z , 则以o r d ( a ) 代替 0 ( a ) 。 本 文研究 ZE i ] / < y ) 的立方 映射 图 ( y ) 的结构 , 包 括 ( y ) 中不 动点 的个数 、 顶 点 0和 1的入 度 、 ( y )
摘
要: zE i ] 为高斯整数环 , y为 Z [ i - ] 中任意非零元 , < y ) 表 示 由 7生 成 的理 想 。定 义 商 环 zE i 3 / ( y > 上 的立 方
映射 图 ( y ) , 该 映 射 图的 顶 点 为 zE QI < 7 > 中的所有元素 , 并且 , 对 于 图 中的 两 个 顶 点 a和 卢 , 如果 卢 一a 。 , 则 从
连 通子 图 叫做 ( y ) 的一个 连通 分支 。显 然 Z[ i ] / ( y> 中 的单 位 和零 因子 不 可 能位 于 同一连 通 分 支 , 所 以 可 以定 义 ( y ) 的两个 子 图 ( ) , ) 和 。 ( y ) , 其 中 ( ) , ) 是 由 Z[ i ] / < y > 中所 有单 位组成 的子 图 , 而 z ( y ) 是 由 ZE i ] / ( y ) 中所有 零 因子组成 的子 图。
Vo1 . 3 4 No . 3 Se p t . 20 16
2 0 1 6年 9月
模 高斯 整 数 环 的商 环 的立 方 映射 图
韦扬江 , 梁 艺耀 , 唐 高华 , 苏磊 磊 , 陈蔚 凝
( 广 西 师 范 学 院 数 学 与统 计 科 学 学 院 , 广西 南宁 5 3 0 0 2 3 )
在 映射 图 ( y ) 中, 若从 顶点 a到 有一 条有 向边 , 则 称 a为 卢的一 个母 点 , 而 则 称 为 a的衍生 点 。 我 们用 符号 i n d e g ( 1 f ) 表示 的人度 , 即 的所 有 母 点 的个 数 。如 果 a 。 一a , 则 a称 为不 动 点 。如果 i n d e g ( a ) 一1 , 则 a称为 孤立 不动点 。一 个连 通分 支上 的点 如果 都在 圈上 , 则称 这样 的连 通分 支为 孤立 圈 。