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主理想環
鎖定
主理想環概念
主理想環定義
一個環I叫做一個主理想環,假如I的每一個理想都是一個主理想。
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主理想環等價定義
設A為整環,那麼下面的條件等價:
1. A是主理想整環
2. A的每個素理想都是主理想
3. A存在Dedekind–Hasse範數
主理想環相關性質定理
是一個有限序列。
定理二 主理想環中不可約元生成的理想是極大理想。
定理三 主理想整環是唯一因子分解整環。
定理四 在主理想環D中,設d是a,b的最大公因子,則<a,b>=<d>。
推論1 在主理想環D中,設d是a,b的最大公因子,則∃u,v∈D使得:au+bv=d。
證明:首先,我們證明分解的存在性。如果a是可逆的,定理平凡成立。否則,令P是包含
的極大理想, 那麼有
,其中
為素元並且
。如果
不可逆,則用
替換a可得
,其中
為 素元。重複上面的過程直到
可逆為止。如果上面的過程是有限的,那麼我們有
否則必存在理想無窮上升鏈
⊂
⊂
⊂
⊂ . . . 。令
,則易知
也為理 想,由R為主理想環知
且b屬於某個
,但這將有
⊇
所以
,此為矛盾! 所以分解一定是有限的。
唯一性用類似整數分解唯一性的證明方法可得。
主理想環舉例分析
整數環是主理想環,更一般地説,歐幾里德環恆為主理想環。
高斯整數環是主理想環。
艾森斯坦整數環是主理想環,其中 ω 為任一非 1 的三次單位根。
環 非主理想環:可以證明理想無法由單個元素生成。
證明: 設I是F[x]的任一理想,若I是零理想,則I=<0>。若I不是零理想,則在F[x]中存在次數最低的多項式p(x),使得<p(x)>⊆I。
對於∀ f(x)∈I,由帶餘除法知
f(x)=p(x)q(x)+r(x)其中r(x)=0或
(r(x))<
(p(x))。
因為f(x)∈I,p(x)∈<p(x)>⊆I,所以r(x)∈I。由假設p(x)是I中次數最低者,有r(x)=0.從而f(x)=p(x)q(x)∈<p(x)>。所以I⊆<p(x)>,又<p(x)>⊆I,則得I=<p(x)>。即F[x]的每個理想都是主理想,所以F[x]是主理想環。證畢。