يُعرف أيضًا باسم: عنصر غير قابل للاختزال · عنصر أولي
تعريف 2.11الرياضيات الجامعية — السنة 3 · الفصل 2 — الحلقات والحساب
لتكن A حلقة تامة وليكن a,b∈A. نقول إن aيقسمb (ونكتب a∣b) إذا كان b∈(a)=aA. ويكون العنصران a,bمتصاحبين إذا كان a=ub حيث u∈A× (وهذا يكافئ (a)=(b)). وليكن p عنصرًا غير معدوم وغير قابل للقلب؛ نقول إنه:
غير قابل للاختزال إذا كان p=ab يفرض a∈A× أو b∈A×؛
أولي إذا كان p∣ab يفرض p∣a أو p∣b (أي إن المثالي(p) أولي).
أمثلة
مثال 2.20(حلقة بلا تفكيك وحيد)
ليس أيٌّ من الاستلزامين إقليدية⇒ رئيسية ⇒ تفكيكية تكافؤًا، ويستحق إخفاق الأخير أن نراه مرة واحدة بكامل تفاصيله. في
A=Z[i5]={a+ib5:a,b∈Z},N(a+ib5)=a2+5b2,
يكون المعيار ضربيًا ويتحقق N(z)=1 إذا وفقط إذا كان z∈A×={±1}. لننظر في
6=2⋅3=(1+i5)(1−i5).
جميع العوامل الأربعة غير قابلة للاختزال: فمعاييرها هي 4,9,6,6، ولو وُجد تفكيك فعلي z=z1z2 لفُرض N(z1)∈{2,3} — لكن a2+5b2 لا يساوي 2 ولا 3 أبدًا (فحالة b=0 تترك العددين غير المربّعين 2,3؛ وحالة ∣b∣≥1 تعطي ≥5). ومع ذلك فإن 2 ليس مصاحبًا لأيٍّ من 1±i5 (لأن المعيارين 4=6): أي إن لدينا تفكيكين مختلفين فعلًا للعدد 6 إلى عناصر غير قابلة للاختزال. وبصيغة مكافئة، غير القابل للاختزال=الأولي هنا: إذ يقسم 2 الجداءَ (1+i5)(1−i5)=6 ولا يقسم أيًّا من العاملين (بالمعايير مرة أخرى). أما الإصلاح المثالي لهذا الإخفاق — أي تفكيك المثاليات بدل تفكيك العناصر — فهو ميلاد نظرية الأعداد الجبرية؛ وفي مستوانا، يُظهر هذا المثال مدى خصوصية الحلقات الإقليديةZ و K[X] و Z[i] الواردة في هذا الفصل.
مثال 2.26
كثير الحدود Xn−pغير قابل للاختزال على Q من أجل كل عدد أوليp وكل n≥1 (أيزنشتاين عند p): فتوجد كثيرات حدود غير قابلة للاختزال من كل درجة على Q — على النقيض التام من C (الدرجة 1، دالمبير–غاوس، المبرهَن عليها في الفصل 16) ومن R (الدرجتان 1,2). وتوسّع حيلةُ الإزاحة مدى أيزنشتاين: فكثير الحدود الدائري النوني الأوليΦp=Xp−1+⋯+X+1=X−1Xp−1 يحقق
Φp(X+1)=X(X+1)p−1=Xp−1+(1p)Xp−2+⋯+(p−1p),
وهو يحقق شرط أيزنشتاين عند p (لأن p∣(kp) من أجل 0<k<p، و (p−1p)=p≡0modp2): ومنه فإن Φp(X+1)، ومنه Φp، غير قابل للاختزال على Q. وهذا هو القلب الجبري لقصة المضلّع ذي 17 ضلعًا المرويّة في الفصل 4.