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抽象代数基础2.6整环的因子分解教案
命题2设R是整环,则
(1)a是单位 (a)=R
(2)
(3)a与b相伴 (a)=(b)
(4)b是a的真因子
(5)a是既约元 (a)是非零的极大主理想,即不存在主理想(b)使
命题3设R是整环,则R的既约元的相伴元也是既约元。
证明:设a是既约元,b是a的相伴元,则(a)=(b),于是得证。
定义3设R是整环, 且p不是单位,如果对任意的a,b属于R,由 必有 或者 ,则称p是素元。
《 抽象代数基础 》教案
授课时间第30次课
授课章节
2.6整环的因子分解
任课教师
及职称
xx教授
教学方法
与手段
讲授法、板书
课时安排
6
使用教材和
主要参考书
《抽象代数基础》 唐忠明 编 高等教育出版社 2006,4
《近世代数》 杨子胥 编 高等教育出版社 2000,7
教学目的与要求:
明确单位、相伴、素元、主理想整环、欧式环、唯一分解整环
例如:在Z中,素数是素元,F[x]中,不可约多项式是素元。
命题4设R是整环, 且p不是单位,则p是素元 (p)是素理想
定义3设R是整环,如果R的每个理想都是主理想,即都可以由一个元素生成,则称R是主理想整环。
命题5设R是主理想整环,I是R的非零真理想,则I是素理想 I是极大理想
命题6设R是主理想整环, 是非零非单位的元素,则p是素元 p是既约元
定义4设R是整环,假设从R的非零元的集合 到非负整数集合有一个映射 使得对 , 都存在 使 ,其中 或 ,(*)则称 是欧式环,简称R是欧式环,简称R是欧式环,而算式(*)称为欧式除环。
定理1欧式环一定是主理想整环
证明:设 是欧式环,I是R的任意一个理想,若I={0},则显然I是主理想。假设 ,则集合 非空,且存在最小数,设 使得 是这个集合中的最小数,则对 都有 ,下证I=(a)。
若 ,则由a=acd消去a得cd=1,所以c,d为R的单位,因而总存在单位 使 。
若有单位 使 ,则 ,所以 ,即a与b相伴。
定义2设R是一个整环,
(1)设 且 ,则R中的单位及a的相伴元都是a的因子,称为是a的平凡因子,a的非平凡因子称为a的真因子。
(2)设 且 ,若a不是单位且没有非平凡的因子,即a的因子只有单位和a的相伴元,则称a是既约元。
教学重点,难点:
主理想整环、唯一分解整环、欧式环之间的关系
教学内容:
2.6整环的因子分解
定义1设R是一个整环
(1)R中的(乘法)可逆元称为是R的单位
(2)设 ,若存在 使a=bc,则称b整除a,记为 。
(3)设 ,若 ,则称a与b相伴。
命题1 a与b相伴 存在单位 使
证明: 由 知存在 使b=ac,a=bd,于是a=acd,若a=0,则b=ac=0,故a=b;
假设 ,则由 , 得 且 。又若 且 ,则 , ,于是 ,故 ,则 ,所以d是a,b的一个最大公因子。由于 ,所以存在 使 :
P57 1、3、5、7、9、13
下次课预习要点
唯一分解整环上的多项式环
实施情况及教学效果分析
学院审核意见
学院负责人签字
年月日
证明: 已证, 假设p是既约元,我们来证明(p)是极大理想。设I是R的一个理想使 ,
教学内容:
由于R是主理想整环,所以存在 使得I=(a),因而存在 使p=ab,而p是既约元,所以a为单位或者b为单位,若b为单位则(p)=(a),矛盾,所以a必为单位,从而I=(a)=R,所以(p)是R的极大理想,从而也是素理想,从而p是R的素元。
(2)如果d是 的公因子而且若 也是 的一个公因子则必有 ,则称d是 的一个最大公因子。
教学内容:
定理3唯一分解整环中的任意两个元素都有最大公因子
命题8设R是一个主理想整环,则d是a,b的最大公因子 (a)+(b)=(d),而且对a,b的任意最大公因子(a,b),存在 使(a,b)=sa+tb
证明: 若d是a,b的最大公因子,则 且 ,于是 且 ,从而 。由于R是主理想整环,所以存在 使 ,则 ,即 ,而d是a,b的最大公因子,所以 ,于是 ,即 ,所以
对 ,由于R是欧式环,所以存在 使b=qa+r,其中r=0或者 ,易证r=0,从而 ,因而I=(a)。所以R是一个主理想整环。
定义5设R是一个整环,如果R满足下列条件
(1)(存在性)R中的每个非零非单位的元素都可以表示成一些既约元的乘积的形式: 其中 都是既约元
(2)(唯一性)若 ,其中 都是既约元,
则必有m=n且适当调整顺序后有 与 相伴,则称R是一个唯一分解整环。
命题7 R是一个唯一分解整环, 是非零非单位的元素,则p是素元 p是既约元
定理2主理想整环是唯一分解整环
于是,欧式环,主理想整环和唯一分解整环之间的关系是:
{欧式环} {主理想整环} {唯一分解整环}
定义6设R是一个整环,
(1)如果 ,则称d是 的一个公因子