高等环论

分式域

你从整数 Z 构造有理数 Q 的方式——允许自己除以任何非零数——对任何整环都适用。分式域恰好就是这个构造:它是给定整环能嵌入其中的最小的域,通过引入元素的形式商 a/b 而成。

给定整环 R,考虑满足 a、b 属于 R 且 b ≠ 0 的有序对 (a, b),并规定当 a·d = b·c 时 (a, b) ~ (c, d)——这正是说 1/2 = 2/4 的那条交叉相乘法则。这些等价类记作 a/b,在通常的加法 a/b + c/d = (a·d + b·c)/(b·d) 与乘法下构成一个域 Frac(R)。映射 a ↦ a/1 把 R 嵌入 Frac(R),而 Frac(R) 恰好由 R 中元素之比组成。

这一构造有一个干净的泛性质:从 R 到任一域 K 的任何单射环同态都唯一地经由 Frac(R) 分解。它是局部化的特例——把每个非零元素都求逆。整性是本质的:这套办法需要没有零因子,否则一个分母可能把某个非零元素乘成零,使等价关系崩溃。对一般的交换环,则改为求逆某个乘性集合,得到的是局部化而非域。

Frac(Z) = Q。对域 k,Frac(k[x]) = k(x),即有理函数 p(x)/q(x) 构成的域。对高斯整数,Frac(Z[i]) = Q(i)。

三个熟悉整环的分式域。

又称
fraction field商域商域