高等环论

欧几里得整环

欧几里得整环是这样一种整环:在其中你仍然可以做带余除法,且余数确实比除数“更小”——这正是让求最大公因子的欧几里得算法得以运行的引擎。只要能做带余除法,就能计算最大公因子,许多漂亮的结构也随之免费得到。

严格地说,整环 R 是欧几里得的,如果存在一个函数(欧几里得范数)N,把 R 的非零元素映到非负整数,使得对任意 a 和任意非零 b(属于 R),存在 q 与 r 满足 a = b·q + r,其中要么 r = 0,要么 N(r) < N(b)。范数度量“大小”,而该不等式保证余数会缩小,故反复相除会终止。对 q、r 并不要求唯一性。

欧几里得整环位于一条严格的等级链中:每个欧几里得整环都是主理想整环(理想中范数最小的非零元素生成该理想),每个主理想整环又都是唯一分解整环——但两个箭头都不能反过来。环 Z[(1+√−19)/2] 是一个著名例子,它是主理想整环却不是欧几里得整环,说明欧几里得条件严格强于主理想整环。

Z 是欧几里得的,取 N(a) = |a|。域 k 上的多项式环 k[x] 是欧几里得的,取 N(f) = deg(f)。高斯整数 Z[i] 是欧几里得的,取 N(a + bi) = a^2 + b^2。

三个欧几里得整环及其标准范数。