ВУЗ:
Составители:
1.3 Кольца и поля
Определение. Кольцом называется множество R с двумя бинарными
операциями
и ⊕ : ⊗
а)
– ассоциативна; ⊗
б)
– ассоциативна, коммутативна, имеет нуль, ⊕
∃
обратный элемент по
сложению.
Операция
⊗ дистрибутивна по отношению к
⊕
:
)()()( yxyxzyx ⊗⊕⊗=⊕⊗ ,
)()()( zyz
x
zy
x
⊗⊕⊗=⊗⊕
∀
x, y, z
∈
R
Кольцо называется коммутативным, если операция умножения
⊗
коммутативна.
Называется кольцо с единицей, если
∃
единица относительно умножения.
В кольце (R,
, ) для ∀ a, b⊗ ⊕
∈
R выпишется:
00**0 == aa
)()()( bababa ⊗−=⊕−=−⊗
baba ⊗=−⊗− )()(
В кольце есть делители нуля, то есть a
≠
0, b
≠
0, но ab=0 (ab–делителя ну-
ля) (Для численного кольца: если произведение двух чисел =0, то хотя бы один
из множителей =0)
Определим операции:
а) f(x)+g(x)=c(x):
∀ x=x
0
c(x
0
)=f(x
0
)+g(x
0
);
б) f(x)*g(x)=c(x):
∀ x=x
0
c(x
0
)=f(x
0
)*g(x
0
);
в) f(x)
0 – нуль ≡
Все свойства кольца выполнены, так как они сводятся к обычным опера-
циям над числами => совокупность функций, определенных для
действитель-
ного x, после введения описанным выше способом операций сложения и умно-
жения на превращаются в кольцо.
∀
Покажем, что это кольцо обладает свойством делителей на 0:
Построим:
,
>
≤
=
0,1
0,0
)(
х
х
xf
>
≤
=
0,0
0,
)(
x
xx
xg
Обе функции отличны от нуля, так как не при всех x равны нулю их значения,
но f(x)+g(x)
0 => f(x) и g(x) – делители 0. ≡
Замечание. Ни в каком кольце невозможно деление на 0.
Разделить элемент a на нуль, означает найти в кольце такой элемент х,
что 0*х=a, при a
≠ 0 это невозможно, то есть левая часть по определению умно-
жения на 0 в кольце =0.
Определение. Полем называется множество F с двумя определенными на
нем бинарными операциями – сложением
⊕
и
⊗
умножением (F, ⊗ , ), кото-
рые удовлетворяют условиям:
⊕
а) Сложение коммутативно: x
⊕
y=y
⊕
x для
∀
x,y
∈
F;
б) Сложение ассоциативно: x
⊕
(y
⊕
z)=(x
⊕
y)
⊕
z для
∀
x,y,z∈F;
в)
элемент, обозначим O: x∃
⊕
O=x
∀
x
∈
F. O называется аддитивной
единицей или нулем;
6
1.3 Кольца и поля Определение. Кольцом называется множество R с двумя бинарными операциями ⊗ и ⊕ : а) ⊗ – ассоциативна; б) ⊕ – ассоциативна, коммутативна, имеет нуль, ∃ обратный элемент по сложению. Операция ⊗ дистрибутивна по отношению к ⊕ : x ⊗ ( y ⊕ z) = ( x ⊗ y) ⊕ ( x ⊗ y) , ( x ⊕ y ) ⊗ z = ( x ⊗ z ) ⊕ ( y ⊗ z ) ∀ x, y, z ∈ R Кольцо называется коммутативным, если операция умножения ⊗ коммутативна. Называется кольцо с единицей, если ∃ единица относительно умножения. В кольце (R, ⊗ , ⊕ ) для ∀ a, b ∈ R выпишется: 0*a = a*0 = 0 a ⊗ (−b) = (−a ) ⊕ b = −(a ⊗ b) ( − a ) ⊗ ( −b ) = a ⊗ b В кольце есть делители нуля, то есть a ≠ 0, b ≠ 0, но ab=0 (ab–делителя ну- ля) (Для численного кольца: если произведение двух чисел =0, то хотя бы один из множителей =0) Определим операции: а) f(x)+g(x)=c(x): ∀ x=x0 c(x0)=f(x0)+g(x0); б) f(x)*g(x)=c(x): ∀ x=x0 c(x0)=f(x0)*g(x0); в) f(x) ≡ 0 – нуль Все свойства кольца выполнены, так как они сводятся к обычным опера- циям над числами => совокупность функций, определенных для ∀ действитель- ного x, после введения описанным выше способом операций сложения и умно- жения на превращаются в кольцо. Покажем, что это кольцо обладает свойством делителей на 0: Построим: 0, х ≤ 0 x, x ≤ 0 f ( x) = , g ( x) = 1, х > 0 0, x > 0 Обе функции отличны от нуля, так как не при всех x равны нулю их значения, но f(x)+g(x) ≡ 0 => f(x) и g(x) – делители 0. Замечание. Ни в каком кольце невозможно деление на 0. Разделить элемент a на нуль, означает найти в кольце такой элемент х, что 0*х=a, при a ≠ 0 это невозможно, то есть левая часть по определению умно- жения на 0 в кольце =0. Определение. Полем называется множество F с двумя определенными на нем бинарными операциями – сложением ⊕ и ⊗ умножением (F, ⊗ , ⊕ ), кото- рые удовлетворяют условиям: а) Сложение коммутативно: x ⊕ y=y ⊕ x для ∀ x,y ∈ F; б) Сложение ассоциативно: x ⊕ (y ⊕ z)=(x ⊕ y) ⊕ z для ∀ x,y,z ∈ F; в) ∃ элемент, обозначим O: x ⊕ O=x ∀ x ∈ F. O называется аддитивной единицей или нулем; 6