斜多项式环
普通多项式环 R[x] 让 x 与所有系数平静地交换:x*a = a*x。斜多项式环保留同样的多项式,却改写了把 x 移过系数的规则,借助基环的一个自同态把它扭转。如今 x*a 等于 sigma(a)*x(sigma 是某固定自同态),所以把 x 拖到左边会变换每个系数。它是多项式环的非交换表亲,专为编码移位、弗罗贝尼乌斯或导子这类扭转而生。
确切地说,给定环 R 与 R 的环自同态 sigma,斜多项式环 R[x; sigma] 由左多项式 a_0 + a_1*x + ... + a_n*x^n 构成,其乘法由唯一规则 x*a = sigma(a)*x(对所有 a 属于 R)强制。更一般地,欧尔扩张 R[x; sigma, delta] 还允许一个 sigma-导子 delta,给出规则 x*a = sigma(a)*x + delta(a),它同时推广斜多项式与微分算子。
这些环是一座多用途的例子工厂。取 sigma 为恒等而 delta 为普通导子,R[x; 1, delta] 是一个微分算子环——外尔代数正是这样由 k[t] 配以 delta = d/dt 产生。取 delta = 0 而 sigma 为非平凡自同构,便得到对 q-差分方程与量子代数至关重要的扭转移位代数。许多量子平面与量子群都由迭代欧尔扩张构造。
当基环良好时它们继承良好的结构:若 R 是除环且 sigma 是自同构,则 R[x; sigma, delta] 是左、右主理想整环,其中成立一个非交换的带余除法,故可做欧几里得式的算术。这使斜多项式环成为一个受控、可计算的游乐场,许多非交换代数的现象都能在其中被显式展示。
取 R = C,sigma = 复共轭。在 C[x; sigma] 中成立规则 x*i = conjugate(i)*x = -i*x,所以 x 与 i 反交换。可验证 x^2 是中心元,而这个斜多项式环与四元数的构造密切相关。
一个由共轭扭转的变量与 i 反交换,呼应四元数。