环
简介
一个具有两种二元运算的代数系统。在抽象代数产生的19世纪,数学家们开始研究满足所有合成律(即加法交换律、结合律,乘法交换律、结合律,以及乘法对加法的分配律等等)或者满足其中的一部分的集合。倘若一个集合具有加法、乘法和相应的运算性质,它就称为环。整数集Z就构成一个(数)环。
在20世纪,数学家们开始研究一种新型结构叫“环”。环是一个集合,其中的元素能通过一种类似加法运算按下面的方式结合起来:
1. 若a和b都是环中的元素,那么a+b也是环中的元素;
2. 加法符合结合律:若a、b和c都属于这个环,那么a+(b+c)=(a+b)+c;
3. 在环中存在一个类似于0的元素--甚至也可以称它为0--具有性质:对于环中的任一元素a,有0+a=a;ﻫ 4. 对于环中的每个元素a和b,a+b=b+a都成立。ﻫ 在环中,还对这些元素定义了另一个类似于乘法的运算,它具有下面两个性质:
1. 若a和b属于环,那么它们的乘积ab也属于环;ﻫ 2. 若a、b和c属于环,那么结合律成立:a(bc)=(ab)c。ﻫ 环的乘法通常不满足交换律(ab=ba 一般不成立),而且并不是环中的每个元素都有一个乘法的逆元。各种n×n矩阵的集合连同运算选出来,就形成一个具体的环的例子。
在20世纪的前30多年中,由于德国数学家诺特(Emmy Noether,1882-1935年)的工作,环的结构的研究变得非常重要。
环论往往相当抽象。虽然许多对环论感兴趣的数学家常常用字母表示环中的元素,但是由于他们对矩阵的理解非常深刻,给出了许多卓有成效的解释,所以有时把一个特殊的环表示成一个n×n矩阵的集合。这类矩阵表示,不仅能使数学家们把环理解成具体的,甚至是可以计算的问题,而且能使数学家们去运用数学理论家的那种非常抽象的思想。这种用矩阵集合表示环或群的方法,已经成为了当代数学、物理学,以及理论化学的一个重要组成部分。ﻫ ____摘自:《代数学-集合、符号和思维的语言》[美]约翰·塔巴克著,商务印书馆,2007年7月第1版
环的定义
在非空集合R中,若定义了两种代数运算加和乘,且满足:
1)集合R在加法运算下构成Abel群。
2)乘法有封闭性,即对任何a∈R,b∈R,有ab∈R。
3)乘法分配律与结合律成立,即对任何a∈R,b∈R和c∈R,有
a (b+c) =ab + ac
(b+c)a = ba + ca
(ab)c = a(bc)
我们则称R是一个环。一个环同样有几个最基本的性质:
对于任何的a∈R和b∈R,有
① aŸ0 = 0Ÿa = 0。
② a(-b) = (-a)b = -ab。
一个具有两种二元运算的代数系统。设在集合R中已定义了加法与乘法,而R在加法下是一个交换群,且乘法对加法有分配律,则R称为一个非结合环。此时R中就有唯一的零元素θ,使得对α∈R恒有α+θ=α;R 中每个α有唯一的负元素-α,使α+(- α)=θ,可简记α+(-b)为α-b。分配律可推广为:α(b±с)=αb±αс,(b±с)α=bα±сα;用数学归纳法可证
公式
在非结合环R 中恒有:αθ=θα=θ;α(-b)=(-α)b=
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