아이디얼: 두 판 사이의 차이

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== 정의 ==
<math>(R,+,\cdot)</math>가 [[유사환]]이고, <math>\mathfrak a\subset R</math>가 <math>R</math>의 (덧셈 [[아벨 군]]으로서의) [[부분군]]이라고 하자.
* 만약 <math>R\mathfrak a\subseteq\mathfrak a</math>일 경우, <math>\mathfrak a</math>가 R의 '''왼쪽 아이디얼'''(左ideal, {{llang|en|left ideal}})이라고 한다.
* 만약 <math>\mathfrak aR\subseteq\mathfrak a</math>일 경우, <math>\mathfrak a</math>가 R의 '''오른쪽 아이디얼'''(右ideal, {{llang|en|right ideal}})이라고 한다.
* 만약 <math>\mathfrak a</math>가 <math>R</math>의 왼쪽 아이디얼 및 오른쪽 아이디얼일 경우, <math>\mathfrak a</math>가 <math>R</math>의 '''양쪽 아이디얼'''(兩쪽ideal, {{llang|en|two-sided ideal}}) 또는 단순히 '''아이디얼'''이라고 한다.
즉, 왼쪽·오른쪽·양쪽 아이디얼의 원소는 각각 좌측왼쪽·우측오른쪽·양쪽에 곱셈을 해도 여전히 그 왼쪽·오른쪽·양쪽 아이디얼을 벗어나지 않는다.
 
<math>R</math>의 좌아이디얼은왼쪽 아이디얼은 [[반대환]](opposite ring) <math>R^{\text{op}}</math>의 우아이디얼과오른쪽 아이디얼과 일치하며, 이는 반대로도 성립한다.
 
정의에 따라, 아이디얼은 [[유사환]] <math>R</math>의 부분 [[유사환]]을 이룬다. 만약 <math>R</math>가 [[환 (수학)|환]](곱셈 항등원을 갖춘 유사환)이라도, 일반적으로 <math>R</math>의 아이디얼은 곱셈 항등원을 갖추지 않으므로 유사환만을 이룬다. 환 <math>R</math>의 곱셈 항등원을 포함하는, 즉 부분환을 이루는 아이디얼은 <math>R</math> 전체밖에 없다.
 
== 아이디얼의 연산 ==
[[유사환]] <math>R</math>의 두 (왼쪽·오른쪽·양쪽) 아이디얼 <math>\mathfrak a</math>, <math>\mathfrak b</math>가 주어졌다고 하자. 그렇다면, 이들로부터 다음과 같은 아이디얼의 '''합'''과 '''곱'''과 '''교집합'''을 정의할 수 있으며, 이는 또다른 (왼쪽·오른쪽·양쪽) 아이디얼을 이룬다.
:<math>\mathfrak a+\mathfrak b=\{a+b\colon r\in\mathfrak a,\;s\in\mathfrak b\}</math>
:<math>\mathfrak a\mathfrak b=\{a_1b_1+a_2b_2+\cdots+a_nb_n\colon a_1,\dots,a_n\in\mathfrak a;\;b_1,\dots,b_n\in\mathfrak b\;n=0,1,2,\dots\}</math>
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다만, 아이디얼의 합집합은 일반적으로 아이디얼을 이루지 않는다.
 
일반적으로, (왼쪽·오른쪽·양쪽) 아이디얼 <math>\mathfrak a</math>, <math>\mathfrak b</math>에 대하여 다음이 성립한다.
:<math>\mathfrak a\cup\mathfrak b\subseteq\mathfrak a+\mathfrak b</math>
또한, 만약 <math>\mathfrak a</math>와 <math>\mathfrak b</math>가 양쪽 아이디얼이라면 다음이 성립한다.
:<math>\mathfrak a\mathfrak b\subseteq\mathfrak a\cap\mathfrak b\subseteq\mathfrak a\cup\mathfrak b\subseteq\mathfrak a+\mathfrak b</math>
 
(왼쪽·오른쪽·양쪽) 아이디얼의 덧셈과 곱셈은 각각 [[결합법칙결합 법칙]]·[[교환법칙교환 법칙]]·[[분배법칙분배 법칙]]을 따르므로, (왼쪽·오른쪽·양쪽) 아이디얼들의 집합은 [[반환 (수학)|반환]](semiring)을 이룬다.
 
== 아이디얼의 종류 ==
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* 모든 아이디얼은 0을 포함하며, 따라서 [[공집합]]이 아니다.
* [[정수환]] <math>\mathbb Z</math>의 아이디얼은 어떤 정수 a에 의해 생성되는 주 아이디얼뿐이다. 즉, 정수환은 [[주 아이디얼 정역]]이다. 이 성질의 따름정리는 다름 아닌 [[나눗셈 정리]]이다.
* [[ (수학)|환]] R는 자기스스로 자신 상의 좌위의 [[왼쪽 가군]]으로 볼 수 있으며, 이때 R의 왼쪽 아이디얼들은 R의 [[부분가군]]이다. 마찬가지로 R의 오른쪽 아이디얼들은 R를 우가군으로[[오른쪽 가군]]으로 본 것의 부분가군이며, 양쪽 아이디얼들은 R을 양쪽 가군({{llang|en|bimodule}})으로 본 것의 부분가군이다. R가 [[가환환]]이라면 이 세 가지 경우가 일치한다.
 
== 바깥 고리 ==