形式陈述
整环是交换含幺环 $R$,满足 $1\ne0$,且没有非平凡零因子:
$$ ab=0\quad\Longrightarrow\quad a=0\ \text{或}\ b=0. $$等价地,对任意 $a\ne0$,乘法消去律成立:
$$ ab=ac\quad\Longrightarrow\quad b=c. $$每个域都是整环,但整环中的非零元素不必可逆。
直觉
整环保留整数乘法最关键的“非零乘非零仍非零”性质,因此可以安全消去非零因子,却未必能在环内完成除法。
例子与边界
$\mathbb Z$ 与 $F[x]$($F$ 为域)是整环;$\mathbb Z/6\mathbb Z$ 不是,因为 $[2][3]=[0]$。$\mathbb Z$ 不是域,因为 $2$ 没有整数乘法逆元。要求 $1\ne0$ 排除只有零元素的零环;不同教材是否把零环算整环需明确。
推论与应用
整环可嵌入其分式域,支持多项式次数加法与因式分解理论。有限整环必为域:对非零 $a$,乘法映射 $x\mapsto ax$ 单射,有限性使其满射,从而存在逆元。
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。