哈尔滨理工大学：《离散数学 Discrete Mathematics》课程教学资源（PPT课件讲稿）12 环与域

哈尔滨理工大学呻斛生課程 离影数 第12章环与域 O计算机系

第12章 环与域 离 散 数 学 哈尔滨理工大学本科生课程 计算机系

本章内空 12.1环的定义与性质 12.2整环与域 本章总结 作业

本章内容 12.1 环的定义与性质 12.2 整环与域 本章总结 作业

12,1环的定义与性质 口环的定义 口环的运算性质 口环的子代数和环同态

12.1 环的定义与性质 ❑ 环的定义 ❑ 环的运算性质 ❑ 环的子代数和环同态

环的定义 定义12.1设是代数系统,+和是二元运算。 如果满足以下条件: (1)构成交换群。 (2)构成半群。 (3)运算关于+运算适合分配律。 则称<R,+,是一个环(ring) 通常称+运算为环中的加法,运算为环中的乘法

环的定义 定义12.1 设是代数系统,+和·是二元运算。 如果满足以下条件： (1) 构成交换群。 (2) 构成半群。 (3) ·运算关于+运算适合分配律。 则称是一个环(ring)。 通常称+运算为环中的加法，· 运算为环中的乘法

环的奥例 (1)整数集、有理数集、实数集和复数集关于普通的加法 和乘法构成环,分别称为整数环Z,有理数Q,实数环R 和复数环C (2)n(n≥2)阶实矩阵的集合M(R关于矩阵的加法和乘法 构成环,称为n阶实矩阵环。 (3)集合的幂集P(B)关于集合的对称差运算和交运算构成 环 (4)设Z={0,1,,n-1},④和⑧分别表示模n的加法和 乘法,则构成环,称为模n的整数环

环的实例 (1)整数集、有理数集、实数集和复数集关于普通的加法 和乘法构成环，分别称为整数环Z，有理数Q，实数环R 和复数环C。 (2)n(n≥2)阶实矩阵的集合Mn (R)关于矩阵的加法和乘法 构成环，称为n阶实矩阵环。 (3)集合的幂集P(B)关于集合的对称差运算和交运算构成 环。 (4)设Zn ＝{0,1,...,n－1}, 和分别表示模n的加法和 乘法，则构成环,称为模n的整数环

环的远约定 口加法的单位元记作0。 口乘法的单位元记作1(对于某些环中的乘法不存在单位元)。 口对任何环中的元素x,称x的加法逆元为负元,记作x 口若x存在乘法逆元的话,则将它称为逆元,记作x1。 口针对环中的加法, xy表示x+(-y)。 nx表示xx+,…+x(n个x相加),即x的n次加法幂。 x表示x的负元

环的运算约定 ❑ 加法的单位元记作0。 ❑ 乘法的单位元记作1(对于某些环中的乘法不存在单位元)。 ❑ 对任何环中的元素x，称x的加法逆元为负元，记作-x。 ❑ 若x存在乘法逆元的话，则将它称为逆元，记作x -1 。 ❑ 针对环中的加法， – x-y表示x+(-y)。 – nx表示x+x++x(n个x相加)，即x的n次加法幂。 –-xy表示xy的负元

环的远算性质 定理12.1设是环,则 (1)Va∈R,a0=0m=0 (2) Va, bER, (ab=ab=-ab (3) Va, b, ceR, a(b-c=ab-ac, (b-ca=ba-ca (4)Va1,a2,,an,b1b2,,bn∈R(n,m≥2) ∑a)∑b)=∑∑

环的运算性质 定理12.1 设是环，则 (1) a∈R，a0＝0a＝0 (2) a,b∈R，(-a)b＝a(-b)＝-ab (3) a,b,c∈R，a(b-c)＝ab-ac，(b-c)a＝ba-ca (4) a1 ,a2 ,...,an,b1 ,b2 ,...,bm∈R(n,m≥2) j n i m j i m j j n i ai b a b = = = = = 1 1 1 1 ( )( )

定理121的证明 (1)Va∈R,a0=0a=0 a0=a(0+0)=a0+a0 由环中加法的消去律得a0=0。 同理可证0a=0。 (2) Va, bER, (0 b=ab=-ab (-a)b+ab=(-a+a)b=0b=0 ab+(-a)b=(a+(-a)b=0b=0 因此(-a)b是ab的负元。 由负元的唯一性可知(-a)b=-mb。 同理可证a(-b)=-mb。 (3)Va, b, cER, a(b-c)=ab-ac,(b-c)a=ba-ca a(b-c =a(b+(c)=abta (c) =ab-ac

定理12.1的证明 (1) a∈R，a0＝0a＝0 a0 ＝ a(0+0) ＝ a0+a0 由环中加法的消去律得 a0＝0。 同理可证 0a＝0。 (2) a,b∈R，(-a)b＝a(-b)＝-ab (-a)b+ab ＝ (-a+a)b ＝ 0b ab+(-a)b ＝ (a+(-a))b ＝ 0b ＝ 0 因此(-a)b是ab的负元。 由负元的唯一性可知 (-a)b＝-ab。 同理可证 a(-b)＝-ab。 ＝ 0 (3) a,b,c∈R，a(b-c)＝ab-ac，(b-c)a＝ba-ca a(b-c) ＝a(b+(-c))＝ab+a (-c) ＝ab- ac

定理12.1(4)的证明 (4)Va1,a2…,an,b1b2,…,bm∈R(n,m≥2) Ca)∑b)=∑∑ab 先证明a1,a 有C∑a)b=∑a 对m进行归纳。 当n=2时,由环中乘法对加法的分配律,等式显然成立。 假设②4,)=∑ab,则有 n+1 )b,=a,)b, 由归纳法命题得证

定理12.1(4)的证明 j n i j i n i ai b a b = = = 1 1 ( ) (4) a1 ,a2 ,...,an,b1 ,b2 ,...,bm∈R(n,m≥2) 先证明 a1 ,a2 ,...,an 有 对n进行归纳。 当n＝2时，由环中乘法对加法的分配律，等式显然成立。 假设 j n i j i n i ai b a b = = = 1 1 ( ) ，则有 j n i ( ai )b 1 1  + = j n i ( ai an )b 1  1 = = + + = = + + n i ai bj an bj 1 1 ( ) = = + + n i ai bj an bj 1 1  + = = 1 1 n i ai bj 由归纳法命题得证。 j n i m j i m j j n i ai b a b = = = = = 1 1 1 1 ( )( )

定理12.1(4)的证明 同理可证,Vb1,b2,bm有 b)=∑ 于是 ∑a∑b)=∑aC∑b)=∑∑ab

定理12.1(4)的证明 同理可证，b1 ,b2 ,...,bm 有 于是 j m j i m j ai bj a b = = = 1 1 ( ) ( )( ) 1 1   = = m j j n i ai b ( ) 1 1   = = = m j j n i ai b j n i m j ai b = = = 1 1