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과학

유일 인수분해 정역

유일 인수분해 정역과학
영어
Unique factorization domain
약자
UFD
분해 대상
0이 아닌 비가역원
유일성
순서와 가역원 배수 차이는 허용
유일 인수분해 정역은 0도 가역원도 아닌 모든 원소가 기약원소들의 유한한 곱으로 분해되고, 그 분해가 인자의 순서와 가역원 배수를 제외하면 유일한 정역이다. 영어 약자로 UFD라고 한다.

정수의 소인수분해 확장

정수 30은 2×3×5로 분해된다. 인자 순서를 바꾸거나 두 인자에 각각 −1을 곱해도 본질적으로 같은 분해로 본다. UFD는 이런 의미의 유일한 인수분해를 정수 이외의 정역에서도 요구하는 개념이다.

기약원소와 가역원

기약원소는 0도 가역원도 아니며 두 인자의 곱으로 쓰면 적어도 한 인자가 가역원이어야 한다. 두 원소가 가역원 배수만큼 차이 나면 동반원소라고 한다. 유일성에서 이 차이를 허용하지 않으면 정수에서도 2와 −2 때문에 불필요하게 다른 분해가 생긴다.

소원소와의 관계

일반 정역에서 소원소는 기약원소지만 역은 항상 성립하지 않는다. UFD에서는 기약원소도 소원소여서, 기약원소가 ab를 나누면 a 또는 b를 나눈다. 이 성질이 정수의 소인수분해와 비슷한 계산을 가능하게 한다.

예와 한계

정수환과 체 위의 다항식환은 UFD다. 특히 K[x,y]도 UFD지만 PID는 아니다. 모든 PID는 UFD라는 방향은 맞지만 그 역은 틀리다. 인수분해가 유일한지와 아이디얼 하나당 생성원이 하나면 충분한지는 다른 조건이다.

관련 문서

정역 / 가역원 / 주아이디얼 정역 / 소인수분해 / 정수 / 다항식 / 체 (수학) / 아이디얼