数学定义摘录

2024-05-13 18:32
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本文主要是介绍数学定义摘录,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

摘录自维基百科:
整数模n乘法群(Multiplicative group of integers modulo n)(Z/p^nZ)^×表示环(Z/p^nZ)的单位(乘法)群。
整数模n环记作Z/nZ或Z/(n)(即整数环模去理想nZ=(n),由n的倍数组成)或Z_n,它的单位群可能记为(Z/nZ)^*,(Z/nZ)^×,U(Z/nZ)或类似的记号。
在同余理论中,模n的互质同余类组成一个乘法群,称为整数模n乘法群,也称为模n既约剩余类。在环理论中,一个抽象代数的分支,也称这个群为整数模n的环的单位群(单位是指乘法可逆元)。
这个群是数论的基石,在密码学、整数分解和素性测试均有运用。例如,关于这个群的阶(即群的“大小”),我们可以确定如果n是质数当且仅当阶数为n-1。
2的幂次:
模n=2只有一个互质同余类1,所以(Z/2Z)^×=C_1。
模n=4有两个互质同余类1和3,所以(Z/4Z)^×=C_2。
模n=8有四个互质同余类1,3,5和7,每个平方都是1,所以(Z/8Z)^×=C_2×C_2,此即Klein四元群。
模n=16有八个互质同余类1,3,5,7,9,11,13和15,所以(Z/16Z)^×=C_2×C_4。
k>2时,(Z/2^kZ)^×=C_2×C_2^(k-2)。
奇质数的幂:
对奇质数的幂p^k,此群是循环群:(Z/p^kZ)^×=C_(p^(k-1))(p-1)=C_Φ(p^k)。
群的阶数由欧拉Φ函数(1760)给出: |(Z/p^nZ)^×|=Φ(n),这是直积中各循环阶数的乘积。
Kronecker把环叫作"序(order)",环(ring)这个词是Hilbert引进的。
一个抽象的环是一组元素组成的集合,它关于一种运算形成一个交换群,而且它还受制于可作用于任何二个元素的第二种运算;这第二种运算时封闭的并且是结合的,但可以是,也可以不是交换的;可以有,也可以没有单位元素。它还适合分配律a(b+c)=ab+ac和(b+c)a=ba+ca。
由一个元素生成的理想叫做主理想。仅由零元素组成的理想叫零理想,记作0和R以外的理想叫做真理想。类似地,如果a_1,a_2,,a_n是环R中给定的m个元素,R有单位元素,则所有和数r_1a_1+r_2a_2+…+r_ma_m,r_i∈R的集合是R的一个左理想,记作(a_1,a_2,…,a_m)。它是包含的最小的左理想。如果一个交换环R的每一个理想都可表成如上的形式,则R叫作Noether环。
定义:环<R,+,·>中·运算满足交换律时,称R为交换环(commutative  rings),当·运算有么元时,称R为含么环(ring with unity)。
定义:设<R,+,·>为环,若有非零元素a,b满足ab=0,则称a,b为R的零因子(divisor of 0),并称R为含零因子环,否则称R为无零因子环。
定理:设两个环同构:R=~R,则若R是整环,则~R也是整环;若R是除环,则~R也是除环;若R是域,则~R也是域;……。
理想:设I为R的子环,若对于I中任何元a(向量模元素)和R中任何元c(纯量环元素),有c·a∈I且a·c∈I,则称I为环R的理想。
定义环R的一个非空子集I,I叫做一个理想子环(理想)若:
1.a,b∈I=>a-b∈Ib
2.a∈I,c∈R=>ca,ac∈I
素理想:环R的真理想I被称为素理想,若对任意R上的理想A,B,有AB包含于I推导出A包含于I或B包含于I。
素理想:R的理想P是素理想,当且仅当它是一个真理想(此处上下文认为{0}是真理想)(也即,P≠R),且对于R的任何两个理想A和B使得AB包含于P,都有A包含于P或B包含于P。
准素理想:环R的真理想I。若对任意R上的理想P,有P^2包含于I推导出P包含于I,称I是R的准素理想。
定义:设R为环,集合C(R)={c∈R|对于每个r∈R,rc=cr}叫做环R的中心。
求证:C(R)是R的子环,但不一定是R的理想。 
真理想:若I是环R的理想,且I是R的真子集,I称为R的真理想。 极大理想: 环R的一个真理想I被称为R的极大理想,若不存在其他真理想J,使得I是J的真子集。 
极大左理想:设I是环R的左理想,若I≠R并且在I与R之间不存在真的左理想,则称I是环R的一个极大左理想。
极大左理想与极大理想之间有如下关系: 
如果I是极大左理想,又是双边理想,则I是极大理想。 
极大理想未必是极大左理想。 

试给出模6、模10、模12剩余类环Z/6Z、Z/10Z、Z/12Z中所有素理想和极大理想,并说明理由。
解:
1、因为剩余类环是循环环,而循环环的子加群、子环和理想就是一回事,因此Z/6Z的全部理想有4个,它们是:
{~0},{~0,~3},{~0,~2,~4},Z/6Z。
由于Z/6Z有零因子,故{~0}不是素理想,当然也不是极大理想。
再由拉格朗日定理知,{~0,~3},{~0,~2,~4}都是Z/6Z的极大理想,从而由推论2知,它们也是Z/6Z的素理想。
2、理由同上,Z/10Z的素理想和极大理想都是{~0,~5},{~0,~2,~4,~6,~8}。
3、T(12)=|{1,2,3,4,6,12}|=6
Z/12Z共有6个理想:<0>={~0},<

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