形式陈述 ​
设
整元素对加法、减法和乘法封闭,所以
的第一段是整扩张。它在
若
直觉
整闭包是在既定环境中补齐所有“应由首一方程属于基环”的元素。它不像分式域那样允许任意分母,而只接纳那些仍受有限模关系控制的分式。整闭整环则没有隐藏的整分式:只要一个分式满足
几何上,非整闭坐标环常对应曲线的自交、尖点或参数缺失。把整闭包取出来会把这些由有限双有理映射造成的粘连解开,这一过程称为正规化。它通常保留函数域,却可能把一个奇异点拆成多个点或补上缺失的参数;因此“正规化”不是单纯改变方程写法。
例子与边界
令
元素
数论中,
满足
整闭与因子分解也不能画等号。唯一分解整环必整闭,因为首一方程可用不可约元赋值比较分子分母;但整闭只排除隐藏的整分式,并不要求每个高度一素理想为主理想。代数数论中的非主理想类正提供大量整闭而非唯一分解的整数环。
推论与应用
整闭性可以局部检验。对整环
并且若
右侧是在相应局部化扩域中的整闭包。证明反向包含时需清除整方程系数的有限多个分母,不能只说“局部化显然交换”。
正规性是代数几何和代数数论的共同语言:正规仿射整概形对应整闭整环,数域的整数环是
参考资料
- M. F. Atiyah and I. G. Macdonald, Introduction to Commutative Algebra, Addison-Wesley, 1969,Chapter 5, integral closure and valuations。
- David Eisenbud, Commutative Algebra with a View Toward Algebraic Geometry, Springer, 1995,Chapter 4, normalization。
- Jürgen Neukirch, Algebraic Number Theory, Springer, 1999,Chapter I, algebraic integers and integral closure。