単位的環

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数学、特に環論における単位的環(たんいてきかん、: unital/unitary ring)、単位環(たんいかん、: unit ring)あるいは単位元持つ環 (ring with unit/unity/identity)[1]乗法単位元を持つのことを言う。

定義について[編集]

集合 R 上の二つの二項演算 (+,∗) を持つ代数系 (R,+,∗) が単位的環であるとは、

  1. 加法の結合性: R の各元 a, b, c に対して (a + b)+ c = a +(b + c) が成り立つ。
  2. 加法の可換性: R の各元 a, b に対して a + b = b + a が成り立つ。
  3. 加法単位元: R の元 0R が存在して、R の全ての元 a に対して 0R + a = a + 0R = a を満たす。
  4. 加法逆元: R の各元 a に対して a + (−a) = (−a) + a =0 となる −aR が取れる。
  5. 乗法の結合性: R の各元 a, b, c に対して (ab)∗ c = a ∗(bc) が成り立つ。
  6. 乗法単位元: R の元 1R が存在して、R の全ての元 a に対して 1Ra = a ∗ 1R = a を満たす。
  7. 左右分配性: R の各元 a, b, c に対して a ∗(b + c) = (ab) + (ac) および (b + c)∗ a = (ba) + (ca) が成り立つ。

を満たすことを言う。(ラングの本など)環の定義に乗法単位元の存在を含める文献もあり、その場合に必ずしも単位的でない環を表すのに擬環 (pseudo-ring, rng) などの語が用いられる[要出典]。即ち、R が単位環であるとは、乗法単位元 1R の存在する擬環のことに他ならない。

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整数の全体 Z や任意の有理数Q, 実数R, 複素数C, 有限体 Fq など)は単位的環である。また、適当な集合 I 上で定義され適当な単位的環に値をとる写像全体の成す集合は、(点ごとの和と)点ごとの積に関して単位的環を成す(乗法単位元は、I の各元に対して常に単位元を対応させる写像)。

単位的環に係数を持つ多項式全体の成す集合やコンパクト台付きシュヴァルツ超函数全体の成す集合は合成積に関して単位的環を成す。しかし、(シュヴァルツ超函数の双対である)試験函数には無限遠で 0 に収斂するなどの制約がついていることが多く、解析学に現れるそういった函数空間の多くは(点ごとの積に関する)単位元を持たない環となる。

注釈[編集]

  1. ^ 環論において、環 R の "unit"(単元)は、単位元 1R に限らず、その環 R において乗法逆元を持つ元(可逆元)を総した呼称である。しかし、可逆性は単位元の存在なしには定義できないし、単位元は必ず単元であるので、何らかの単元を持つ環は必ず単位的環となって、"ring with (a) unit" という呼称は図らずも齟齬をきたさない

参考文献[編集]

  • Wilder, Raymond L. (1965), Introduction to the Foundations of Mathematics, John Wiley and Sons, New York, NY. Uses the terminology ring with a unit in the definition of rings on page 176.

関連項目[編集]

外部リンク[編集]