高等環論
唯一分解整環
算術基本定理說每個整數本質上只有一種方式分解為質數。唯一分解整環就是任何讓這一夢想仍然成真的環——其中「本質上只有一種方式」被表述得足夠精確,以至於能在遠比整數古怪的環境中存活下來。
整環 R 是唯一分解整環,如果每個非零非單位元素都能寫成若干不可約元素之積,且這種分解在重排因子以及把因子替換為相伴元(乘以單位)的意義下是唯一的。等價地,R 是唯一分解整環若且唯若它是一個整環,其中每個不可約元素都是素元,並且主理想上的升鏈條件成立——後者保證分解確實存在。
等級關係是 歐幾里得整環 ⊂ 主理想整環 ⊂ 唯一分解整環 ⊂ 整環,每個包含都是嚴格的。一個關鍵的穩定性結果是:若 R 是唯一分解整環,則多項式環 R[x] 也是(這是高斯引理的推論),所以 Z[x] 和 k[x_1, ..., x_n] 都是唯一分解整環,儘管它們不是主理想整環。唯一分解失效的經典例子是 Z[√−5],其中 6 = 2·3 = (1 + √−5)(1 − √−5) 給出兩個真正不同的不可約分解——正是這種失效促成了戴德金的理想唯一分解。
在 Z[√−5] 中,數 6 有兩種互不相容的分解:6 = 2·3 以及 6 = (1 + √−5)(1 − √−5)。這四個因子全都不可約,且任何兩個都不相伴,所以 Z[√−5] 不是唯一分解整環。
唯一分解失效的歷史性例子。
又稱
另見