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Matemática · Glossário

O que é Domínio de integridade, corpo?

Também chamado de: domínio de integridade · corpo

Definição 7.22 Matemática universitária — Graduação 1 · Capítulo 7 — Estruturas Algébricas

Um anel comutativo A≠{0}A \neq \{0\} é um domínio de integridade quando não tem divisores de zero: ab=0  ⟹  a=0ab = 0 \implies a = 0 ou b=0b = 0. Ele é um corpo quando todo elemento não nulo é invertível. Todo corpo é um domínio de integridade (ab=0ab = 0 e a≠0a \neq 0 dão b=a−1ab=0b = a^{-1}ab = 0).

Exemplos

Exemplo 7.19 (Idempotentes: fenômenos novos em anéis novos)

Em Z\Z, a equação x2=xx^2 = x, isto é, x(x−1)=0x(x - 1) = 0, só tem as soluções 00 e 11. Em Z/6Z\Z/6\Z, testando todas as classes: 0‾2=0‾\overline0^2 = \overline0, 1‾2=1‾\overline1^2 = \overline1, 3‾2=9‾=3‾\overline3^2 = \overline9 = \overline3 e 4‾2=16‾=4‾\overline4^2 = \overline{16} = \overline4 — quatro idempotentes. Os dois exóticos vêm dos divisores de zero: 3‾ (3‾−1‾)=3‾×2‾=6‾=0‾\overline3\,(\overline3 - \overline1) = \overline3 \times \overline2 = \overline6 = \overline0, sem que nenhum dos fatores seja nulo. Cálculos assim calibram os instintos: fatos familiares sobre equações sobrevivem em domínios de integridade e corpos, mas um anel geral pode se comportar — e se comporta — de outro modo; veja também os anéis booleanos do Exercício 7.10, em que todo elemento é idempotente.

Exemplo 7.26 (Quantas raízes quadradas de 11?)

Resolva x2=1‾x^2 = \overline 1 em Z/8Z\Z/8\Z e em Z/7Z\Z/7\Z. Testando as oito classes módulo 88: 12=11^2 = 1, 32=9≡13^2 = 9 \equiv 1, 52=25≡15^2 = 25 \equiv 1, 72=49≡17^2 = 49 \equiv 1 — quatro soluções {1‾,3‾,5‾,7‾}\{\overline1, \overline3, \overline5, \overline7\}, embora o polinômio X2−1X^2 - 1 tenha grau 22. No corpo Z/7Z\Z/7\Z, em contrapartida, x2=1‾x^2 = \overline1 significa (x−1‾)(x+1‾)=0‾(x - \overline1)(x + \overline1) = \overline0, e um corpo não tem divisores de zero: x=±1‾x = \pm\overline1, apenas duas soluções. A falha módulo 88 é rastreável: (3−1)(3+1)=2×4=8≡0(3-1)(3+1) = 2 \times 4 = 8 \equiv 0, sem que nenhum dos fatores se anule. Moral: a regra familiar “uma equação de grau dd tem no máximo dd raízes” é um teorema sobre domínios de integridade (o Corolário 8.8 a demonstra sobre corpos); em anéis com divisores de zero ela falha silenciosamente — e é exatamente por isso que a demonstração por emparelhamento do teorema de Wilson (Exercício 6.11) precisou de pp primo.

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