Skip to content

商环

Quotient ring

按理想的陪集构造的环。

条目类型
定义

形式陈述

I R 的双边理想。加法商群 R/I 的底层商集由陪集 a+I 组成,运算定义为

(a+I)+(b+I)=(a+b)+I,(a+I)(b+I)=ab+I.

理想吸收性保证乘法良定义:若 aa,bbI,则

abab=a(bb)+(aa)bI.

由此 R/I 成为环;若 R 含幺,则 1+I 是商环单位元。I=R 时得到 1+I=0+I 的零环,是否把零环纳入含幺环类别取决于约定。

直觉

取商环就是宣布理想 I 中所有元素都等于零;相差一个理想元素的环元素被视为同一个。理想恰好保证这种等同与加法、乘法兼容。

商环把理想中的元素宣布为零,并把相差理想元素的环元素视为同一类。理想对任意外部乘法封闭,保证代表元改变时乘积的差仍落在理想中;这解释了为什么环只能对理想而不是任意子环取商。商环是向环中加入代数关系的标准方法。

例子与边界

Z/nZZ 对理想 nZ 的商。若用一个不是理想的加法子群取商,乘法可能依赖代表元而无法定义。对含幺交换环,R/I 为整环当且仅当 I 为素理想,为域当且仅当 I 为极大理想。

商环可以制造无穷小式的幂零方向。对任意域 k

k[ε]/(ε2)

中的 ε¯ 非零却满足 ε¯2=0;每个元素唯一写成 a+bε¯。另一方面,若 chark2,则

k[x]/(x21)k×k,

因为 x21=(x1)(x+1) 且两个因子互素。前者保留一个不可分解的幂零厚度,后者分裂成两个独立坐标,说明“施加一个多项式关系”后的结构取决于该关系是否含重因子、是否可分解。

推论与应用

商环用于模算术、施加代数关系和构造坐标环,例如 R[x]/(f) 强制 f(x)=0。自然投影 π:RR/I 是满环同态,核恰为 I

理想是环同态核,第一同构定理给出 R/kerfimf素理想极大理想通过商环分别对应整环与域;扩域、代数簇坐标环和模多项式计算都由商环实现。

参考资料
  • David S. Dummit and Richard M. Foote, Abstract Algebra, 3rd ed., Wiley, 2004,§7.3。
  • Michael Artin, Algebra, 2nd ed., Pearson, 2011,Ch. 11。
关系图谱13 个相邻概念 · 2 类关系

拖动节点调整位置。

显示关系

显示:依赖

  1. 前置三跳
  2. 前置二跳
  3. 前置一跳
  4. 当前条目
  5. 后续一跳
  6. 后续二跳
  7. 后续三跳
文字版关系按与当前条目的最短距离分组
分类位置

上位 / 更一般

下位 / 直接特例

暂未标注直接特例。