抽象代数:群、环与域
理想
理想是环的一个特殊子集,对乘法而言它像一个“黑洞”:把理想中的任何东西乘以环中的任何元素,乘积都会被吸回理想之中。整数里的偶数就是典范例子——把任何偶数乘以任何整数,结果仍是偶数。正是这种吸收性使理想如此有用。
形式地说,环 R 的子集 I 若在加法下构成子群(对加法与取相反数封闭、含 0),并且吸收乘法:对每个 R 中的 r 和每个 I 中的 a,r · a 与 a · r 都落在 I 中,则 I 是理想。这条吸收条件远比仅仅在自身内部封闭要强得多——它向外延伸,把与整个环的乘积都拉进来。
理想是环论中正规子群的对应物:它们恰好是你可以“对其取商”、从而构造一个更小的环 R/I 的那些子集,正如你把整数模 n 约化一样。n 的倍数构成的理想,正产生出模 n 的整数。理想还编码了整除与因式分解,这正是它们在代数与数论中都居于核心的原因。
在环 ℤ 中,所有 3 的倍数构成的集合,记作 3ℤ = {…, -3, 0, 3, 6, …},是一个理想:它对加法封闭,且任何整数乘以 3 的倍数仍是 3 的倍数(例如 7 · 6 = 42)。把 ℤ 对 3ℤ 取商,就得到模 3 的整数。
3ℤ 是 ℤ 的理想;ℤ/3ℤ 是它的商。
另见