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交换环

Commutative ring

乘法满足交换律的环。

条目类型
定义

形式陈述

交换环是在 (R,+,) 的基础上满足

ab=ba(a,bR)

的代数结构。本知识库沿用基础“环”条目的约定:乘法单位元不自动包含在环定义中;若存在单位元 1,则称交换含幺环。

直觉

交换性允许乘积中的因子自由重排,也消除了左理想与右理想的区别。整数算术中的因子、同余和多项式运算因而能在同一套语言中推广,素理想、局部化和代数簇等构造也获得统一形式。

例子与边界

ZZ/nZ 和任意域都是交换含幺环;偶整数 2Z 是交换但无单位元的环。矩阵环 Mn(R)n2 时通常不交换。交换环中仍可有零因子,例如[2][3]=[0]Z/6Z 中成立。

乘积环 F×F 是交换含幺环,却不是整环,因为

(1,0)(0,1)=(0,0).

商环 F[ε]/(ε2) 也是交换环,其中非零元 ε 为幂零元。这两个例子分别说明交换性既不排除零因子,也不排除幂零元。交换环因此不自动是整环或域:前者还要排除非零零因子,后者还要让每个非零元素可逆。

推论与应用

交换环是整环、域、多项式环和交换代数的母结构。交换性使左右理想合一,并使素理想、谱和代数几何的局部化构造可用。理想在交换环中承担同余核的角色,素理想极大理想分别控制整环商与域商。多项式环、局部化和 Noether 环 都以交换性为基础,是代数数论与代数几何的共同语言。

参考资料
  • David S. Dummit and Richard M. Foote, Abstract Algebra, 3rd ed., Wiley, 2004,§7.1。
  • Michael Artin, Algebra, 2nd ed., Pearson, 2011,Ch. 11。
关系图谱96 个相邻概念 · 2 类关系

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