代數數論

戴德金整環

普通整數享有唯一的素因子分解,域上的多項式亦然。但數域的整數環往往不然——著名的失敗 6 = 2 * 3 = (1 + sqrt(-5))(1 - sqrt(-5)) 在 Z[sqrt(-5)] 中顯示出數有兩種真正不同的分解方式。戴德金的偉大修補是:分解理想而非分解數。戴德金整環恰好就是這種修補永遠奏效的環。

戴德金整環是一個整環 R,它是諾特的、在其分式域中整閉的、且克魯爾維數為一(每個非零素理想皆為極大理想)。這三個條件合起來等價於一條引人注目的單一性質:每個非零真理想都唯一地分解為素理想之積。等價地,每個非零分式理想皆可逆,故全體分式理想構成一個群。

原型例子是數域的整數環 O_K,更幾何地是光滑仿射曲線的坐標環。戴德金整環是唯一分解整環當且僅當它是主理想整環,而這恰好發生在其類群平凡時;類群正是這一障礙。

在 Z[sqrt(-5)] 中,等式 6 = 2 * 3 = (1 + sqrt(-5))(1 - sqrt(-5)) 破壞了元素的唯一分解,但理想 (6) 唯一地分解為素理想之積 P_2^2 * P_3 * P_3',其中 P_2 = (2, 1 + sqrt(-5))。

Z[sqrt(-5)] 是戴德金整環但非唯一分解整環;其類數為 2。