“实数和复数满足本定理;更一般地,设 $R$ 是含幺环,其加法、乘法满足环的公理,并有乘法单位元 $1 R$。设 $x,y\in R$ 满足 $xy=yx$。则对任意整数 $n\ge0$,”
形式陈述
环是三元组
加法的单位元记为
这里采用允许无乘法单位元的环定义。若存在
相应地,环同态只要求保持加法与乘法;含幺环之间还满足
直觉
整数里的加、减、乘满足一套共同规律,多项式和矩阵也服从这些规律。环把这部分算术提取出来,同时保留“不能随意除法”和“乘法可能不交换”的空间。
分配律把两种运算联系起来:先相加再乘一个量,与分别相乘后相加一致。展开
例子与边界
零吸收律是推论
由分配律,
这一证明用到了加法群的消去律。半环的加法只要求构成交换幺半群,未必可消去,因此半环的定义另行要求零对乘法吸收。
交换、含幺、可逆是不同条件
则
在
同态不一定保幺
映射
推论与应用
一般环用理想规定哪些元素可以一致地当作零,并由商环实现这一识别。交换性再使左右理想合一,通向交换代数中的素理想、局部化等构造。
把环元素用作标量会得到模。若环是非零交换含幺环且每个非零元素可逆,就得到域;域上的模是熟悉的向量空间。
若一个含幺环还指定了域
参考资料
- Thomas W. Judson, Abstract Algebra: Theory and Applications,2026 在线版,§16.1 “Rings”;采用不自动含幺的环定义。
- Keith Conrad, Standard Definitions for Rings,作者公开讲义,无标注年份,2026-09-20 查阅;§§1–3 与 Appendix;作者采用含幺、同态保幺约定,与本库约定对照阅读。