一集合$R$,同时拥有两种二元运算$+$与$\times$成一环,假若

1.$R$关于加法+形成交换群.

2.乘法结合律:$\forall a,b,c\in R$,$a\times (b\times c)=(a\times b)\times c$

3.加乘分配律:
$$\forall a,b,c\in R,a\times (b+c)=a\times b+a\times c$$
$$\forall a,b,c\in R,(b+c)\times a=b\times a+c\times a$$

性质1:若环R有乘法单位元,则单位元是唯一的.

证明:环$R$中存在单位元的意思是:存在元素$e$,使得对于一切$a\in R$,有$ae=ea=a$.我们知道,若有两个单位元$e$,$e^{'}$,则$ee^{'}=e,ee^{'}=e^{'}$,所以$e=e^{'}$.证毕.

注1:我们发现,这里和群中单位元的唯一性的证明没有不同,这说明单位元只要存在,就是唯一的.


性质2:环R中,若a可逆,则a的逆元是唯一的.

证明:a可逆的意思是存在$b\in R$,$ab=ba=e$.(可见,乘法逆元的存在要以单位元的存在为前提,单位元一旦存在,则单位元是唯一的,可见,定义是合理的)我们发现,这时候,环关于乘法满足结合律,单位元存在,逆元存在,即环中有逆元的元素连同其逆元形成的集合关于乘法形成了一个群,这个群称为$R$的单位群.因为是群,所以逆元是唯一的.顺便说一句,如果排除掉运算的干扰,这个单位群再加上加法零元就能形成环R的话,R就叫做除环.交换的除环是域.也就是说,域关于加法形成一个交换群,域内把加法零元排除掉后,关于乘法也形成一个交换群.

注:除环首先是一个环.只不过它还满足

1.$R\backslash\{0\}$关于$\times$构成一个群.其中$0$是加法零元.

乘法非交换的除环叫做体,乘法交换的除环叫做域.除环中把“乘法逆元唯一存在”这条删去,$R$就构成了交换环.


性质3:设R为环,则

(1)$0a=a0=0,\forall a\in R$.

证明:(0+0)a=0a+0a=0a,因为环关于加法构成交换群,所以0a=0.a(0+0)=a0+a0=a0,同样,因为环关于加法构成群,根据群论的知识便可以得出a0=0.

(2)(-a)b=a(-b)=-(ab);(-a)(-b)=ab;$\forall a,b\in R$

证明:(-a)b+ab=(-a+a)b=0b=0.a(-b)+ab=a(-b+b)=a0=0,所以(-a)b=a(-b)=-(ab).而(-a)(-b)+(-a)b=(-a)0=0,所以(-a)(-b)=ab.

(3)如果R是有单位元的非零环,则单位元1不等于零元0.这里零环指的是只有一个元的环,非零环指的是多于一个元的环.

证明:如果单位元1等於零元0的話,那么对于不是零元的环的元素a有1a=a=0,矛盾.

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