概念介紹
交換環類群(class group of a commutativering)亦稱理想類群。刻畫環性質的一種阿貝爾群。在代數K理論與代數數論中有重要套用。是衡量戴德金環與主理想整環相距程度的群。設G(R)是戴德金環R的全部分式理想所構成的群,P(R)是主分式理想群。它們都是交換群且P(R)是G(R)的子群,其商群G(R)/P(R)=I(R)稱為R的理想類群。R的每個分式理想a在I(R)中的像稱為a所在的理想類。於是,兩個分式理想a,b同屬於一個理想類若且唯若在R的商域K中存在非零元素d使a=(d)b。所以,I(R)是一階群,若且唯若P(R)=G(R);又若且唯若R的每個整理想均為主理想;又若且唯若R為主理想整環。
交換環類群是數域的分式理想群按主理想子群分類所形成的群。數域K的兩個分式理想A和B稱為等價的,指存在α∈K使A=αB.K的分式理想等價類全體構成的乘法群H(K)即稱為K的理想類群。換句話說,H(K)=I/I*,式中I為K的分式理想群,I*為主理想子群。H(K)的階h(K)是有限數,稱為K的理想類數或類數。K為主理想域(即K的整數環為主理想環)若且唯若h(K)=1。類群和類數是數域的重要數論特徵和研究對象。
群
群是一種只有一個運算的、比較簡單的代數結構;是可用來建立許多其他代數系統的一種基本結構。
設G為一個非空集合,a、b、c為它的任意元素。如果對G所定義的一種代數運算“·”(稱為“乘法”,運算結果稱為“乘積”)滿足:
(1)封閉性,a·b∈G;
(2)結合律,即(a·b)c = a·(b·c);
(3)對G中任意元素a、b,在G中存在惟一的元素x,y,使得a·x= b,y·a=b,則稱G對於所定義的運算“·”構成一個群。例如,所有不等於零的實數,關於通常的乘法構成一個群;時針轉動(關於模12加法),構成一個群。
滿足交換律的群,稱為交換群。
群是數學最重要的概念之一,已滲透到現代數學的所有分支及其他學科中。凡是涉及對稱,就存在群。例如,可以用研究圖形在變換群下保持不變的性質,來定義各種幾何學,即利用變換群對幾何學進行分類。可以說,不了解群,就不可能理解現代數學。
1770年,拉格朗日在討論代數方程根之間的置換時,首先引入群的概念,而它的名稱,是伽羅華在1830年首先提出的。
阿貝爾群
阿貝爾群亦稱交換群。是一種重要的群類。對於群G中任意二元a,b,一般地,ab≠ba。若群G的運算滿足交換律,即對任意的a,b∈G都有ab=ba,則稱G為阿貝爾群。由於阿貝爾(Abel,N.H.)首先研究了交換群,所以通常稱這類群為阿貝爾群。交換群的運算常用加法來表示,此時群的單位元用0(零元)表示,a的逆元記為-a(稱為a的負元)。用加法表示的交換群稱為加法群或加群。
理想
理想是集合論中的基本概念之一。設S為任意集合,若I⊆P(S)且滿足:
1.∅∈I;
2.若X,Y∈I,則X∪Y∈I;
3.若X,Y⊆S,X∈I,Y⊆X,則Y∈I;
則稱I為集合S上的理想。理想的概念在現代數學的幾乎每個分支中均有套用,且有許多變體或引申。例如,布爾代數上的理想即為集合上的理想的一種變體。設B為任意布爾代數,若B的一個子集I滿足:
1.0∈I,1∉I(其中0,1分別為布爾代數B中的零元與么元);
2.對任何u∈I,v∈I,有u+v∈I;
3.對任何u,v∈B,若u∈I且v≤u,又v∈I;
則稱I為B上的理想。
環
一個環是一個集合R,其中有兩個合成運算,叫作加法和乘法,對有序對a,b,a,b∈R,其結果分別用a+b和ab表示,這兩個合成法則滿足:(1)a+b及ab屬於R(閉合);(2)a + b=b + a(交換律);(3) (a+b) + c=a+ (b + c)(結合律);(4)在R中有一個元0叫零元,對R中任意a,適合a + 0 = 0 +a;(5)對R中任意元a,在R中有一個a的負元—a,適合a+ (—a)=0;(6)(ab)c= a(bc);(7)a(b + c)=ab+ac,(b+c)a=ba+ca(分配律),滿足以上條件的代數系即叫環,環論研究的就是具有這些性質的代數系。環論概括了數學各分支中很多基本的特例,如它包括整數環、有理數環、實數環、複數環和各種不同的函式和矩陣環等。環是現代代數中重要概念,其理論和方法在數學許多分支中都有套用。
戴德金環
戴德金環是理想可以惟一素分解的環。最重要的例子是:數域的整數環、光滑曲線的坐標環。按定義,滿足下述三條件的整環R稱為戴德金環:
1.R是諾特環.
2.R的真素理想均為極大理想.
3.R在其商域F(≠R)中是整閉的.
事實上,對每個戴德金環R及其商域F,總存在F的離散素除子集S使{F,S}為普通算術域而R為S整數環。整環R(≠其商域F)為戴德金環若且唯若其每個真理想均為極大理想的積;也等價於其每個分式理想均可逆,即分式理想全體構成群。戴德金環R在其商域F的有限可分擴張E中的整閉包R也為戴德金環,且E是R的商域。