Wiskunde · Begrippenlijst

Wat is Integriteitsdomein, lichaam?

Ook bekend als: integriteitsdomein · lichaam

Definitie 7.22 Universitaire wiskunde — Bachelor jaar 1 · Hoofdstuk 7 — Algebraïsche structuren

Een commutatieve ring A{0}A \neq \{0\} heet een integriteitsdomein wanneer ze geen nuldelers heeft: ab=0    a=0ab = 0 \implies a = 0 of b=0b = 0. Ze heet een lichaam wanneer elk element ongelijk aan nul inverteerbaar is. Elk lichaam is een integriteitsdomein (uit ab=0ab = 0 en a0a \neq 0 volgt b=a1ab=0b = a^{-1}ab = 0).

Voorbeelden

Voorbeeld 7.19 (Idempotenten: nieuwe verschijnselen in nieuwe ringen)

In Z\Z heeft de vergelijking x2=xx^2 = x, oftewel x(x1)=0x(x - 1) = 0, alleen de oplossingen 00 en 11. In Z/6Z\Z/6\Z geeft het aflopen van alle klassen: 02=0\overline0^2 = \overline0, 12=1\overline1^2 = \overline1, 32=9=3\overline3^2 = \overline9 = \overline3 en 42=16=4\overline4^2 = \overline{16} = \overline4vier idempotenten. De twee exotische komen van nuldelers: 3(31)=3×2=6=0\overline3\,(\overline3 - \overline1) = \overline3 \times \overline2 = \overline6 = \overline0, terwijl geen van beide factoren nul is. Zulke berekeningen ijken je instinct: vertrouwde feiten over vergelijkingen overleven in integriteitsdomeinen en lichamen, maar een algemene ring kan zich anders gedragen, en doet dat ook — zie ook de booleaanse ringen van Oefening 7.10, waar elk element idempotent is.

Voorbeeld 7.26 (Hoeveel vierkantswortels van 11?)

Los x2=1x^2 = \overline 1 op in Z/8Z\Z/8\Z en in Z/7Z\Z/7\Z. De acht klassen modulo 88 aflopen: 12=11^2 = 1, 32=913^2 = 9 \equiv 1, 52=2515^2 = 25 \equiv 1, 72=4917^2 = 49 \equiv 1vier oplossingen {1,3,5,7}\{\overline1, \overline3, \overline5, \overline7\}, hoewel de veelterm X21X^2 - 1 graad 22 heeft. In het lichaam Z/7Z\Z/7\Z daarentegen betekent x2=1x^2 = \overline1 dat (x1)(x+1)=0(x - \overline1)(x + \overline1) = \overline0, en een lichaam heeft geen nuldelers: x=±1x = \pm\overline1, slechts twee oplossingen. Het falen modulo 88 is na te speuren: (31)(3+1)=2×4=80(3-1)(3+1) = 2 \times 4 = 8 \equiv 0 zonder dat een van beide factoren nul wordt. Moraal: de vertrouwde regel “een vergelijking van graad dd heeft hoogstens dd wortels” is een stelling over integriteitsdomeinen (Gevolg 8.8 bewijst haar over lichamen); in ringen met nuldelers faalt ze stilzwijgend — en precies daarom had het koppelbewijs van de stelling van Wilson (Oefening 6.11) een priem pp nodig.

Lees in het hoofdstuk →