抽象代數學習筆記(16)子環

2022-09-13 11:45:13 字數 1414 閱讀 9469

定義:設\((r,+,*)\)是個環,\(s\)是\(r\)的乙個非空子集。如果\(+\)和\(*\)也是\(s\)的運算,且\((s,+,*)\)也是個環,則說\((s,+,*)\)是\((r,+,*)\)是的乙個子環。在所指運算不混淆時,簡稱\(s\)是\(r\)的乙個子環。

在介紹環的時候,提到的偶數環是有理數環的子環。

\((r,+,*)\)是乙個環,判斷\(r\)的非空子集\(s\)是否是\(r\)的子環,一般有下面幾種方法:

方法一:

對任意\(a,b\in s\),有\(a+b\in s\);

對任意\(a\in s\),有\(-a\in s\);

對任意\(a,b\in s\),有\(a*b\in s\)。

方法二:

\((s,+)\)是\((r,+)\)的子群;

對任意\(a,b\in s\),有\(a*b\in s\)。

方法三:

對任意\(a,b\in s\),有\(a-b\in s\);

對任意\(a,b\in s\),有\(a*b\in s\)。

上面三個方法可行性的證明不難(前面關於群的幾篇博文有類似命題,證明思路是一樣的),這幾個方法可以用來證明下面的命題。

設\(s_a,a\in i\)都是\(r\)的子環,那麼他們的交集\(\cap_s_a\)也是\(r\)的子環。

首先,由環以及子環的定義可知\(s_a\)非空;\(s_a\)作為子環,\(0\in s_a,a\in i\),所以,\(0\in \cap_s_a\),從而\(s\)非空。進一步的,對任意的\(a,b\in s\),應有\(a,b\in s_\alpha,\alpha\in i\),而\(s_\alpha\)是\(r\)的子環,從而對每個\(\alpha\in i\)都有\(a-b\in s_\alpha\),根據\(s\)的定義,必有\(a-b\in s\)。同理,對任意的\(a,b\in s\),應有\(a,b\in s_\alpha,\alpha\in i\),而\(s_\alpha\)是\(r\)的子環,從而對每個\(\alpha\in i\)都有\(ab\in s_\alpha\)。綜上,\(s\)是\(r\)的子環。

上述命題的證明中,因為\(s_a\)的特殊性,\(s\)必然是非空的。現在我們對\(s_a\)做一些限制,並提出生成子環的概念。

\(r\)是個環,\(a\in r\),做\(r\)的子環族

\(a=\\)

我們把子環\(\cap_s\)稱為\(r\)的由元素\(a\)生成的子環,記為\(\)。

我們也可以用乙個子集來生成乙個子環:\(r\)是個環,\(t\)是\(r\)的非空子集,做\(r\)的子環族

\(a=\\)

我們把子環\(\cap_s\)稱為由\(t\)生成的子環,記為\(\)。

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