抽象代數:群、環與域
元素的階
元素的階衡量它要多久才能「轉一整圈」。把同一個元素不斷作用到自身上;階就是第一次回到單位元之前所走的步數。在鐘面上每次往前走 4 小時,你在 3 步後回到起點(4, 8, 12)——所以這一步的階是 3。
形式地說,在以 e 為單位元的群中,元素 a 的階是使 a^n = e 成立的最小正整數 n(用加法記號則是使 n·a = e 的最小 n)。若不存在這樣的 n——你可以永遠施加 a 而始終回不到 e——則該元素具有無限階。
階是一個元素的根本指紋。該元素生成一個循環子群,其大小等於它的階;而由拉格朗日定理,這個大小必須整除有限群的階。不要把元素的階(單個元素的屬性)與群的階(群所含元素的個數)混為一談。
在模 6 加法下,2 的階是 3:2,2+2 = 4,2+2+2 = 6 ≡ 0。加了三次才到達單位元 0,所以元素 2 的階是 3——而 3 確實整除群的階 6。
在 ℤ/6ℤ 中元素 2 的階為 3;3 整除 6。
另見