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과학

소원소

소원소과학
영어
Prime element
대상
정역
핵심 조건
p∣ab이면 p∣a 또는 p∣b
아이디얼 조건
(p)는 소아이디얼
정역의 소원소는 0도 가역원도 아니며, 곱 ab를 나누면 a나 b 가운데 적어도 하나를 나누는 원소다. 정수에서 소수가 갖는 나눗셈 성질을 일반화한 개념이며 p가 생성한 주아이디얼 (p)가 소아이디얼인 것과 동치다.

나눗셈 성질의 확장

정수 소수 5가 ab를 나누면 5는 a 또는 b를 나눈다. 소원소는 이를 일반 정역에서 요구한다. 정수환의 소원소에는 양의 소수뿐 아니라 그 음수도 포함된다. −5와 5는 가역원 −1의 배수여서 같은 주아이디얼을 생성한다.

소아이디얼과 연결

p∣ab는 ab∈(p)라는 뜻이다. 마찬가지로 p∣a와 p∣b는 각각 a∈(p), b∈(p)다. 따라서 소원소의 조건은 주아이디얼 (p)의 소아이디얼 조건과 일치한다. p가 비가역원이므로 (p)는 환 전체가 아닌 진아이디얼이다.

기약성은 따라옴

p=ab라면 p가 a 또는 b를 나눈다. p가 a를 나눈다고 하면 a=pc이므로 p=pcb이고 정역의 소거법칙으로 cb=1을 얻는다. 따라서 b가 가역원이다. 어느 쪽이든 분해의 한 인자가 가역원이어서 소원소는 기약원소다.

역이 실패하는 예

ℤ[√−5]에서 2는 기약이지만 소원소가 아니다. 2는 (1+√−5)(1−√−5)=6을 나누지만 두 인자 어느 것도 나누지 않는다. 각 인자의 실수부 1을 2로 나누면 정수 계수가 아니기 때문이다. UFD에서는 이런 차이가 없어 기약원소와 소원소가 일치한다.

관련 문서

정역 / 가역원 / 기약원소 / 주아이디얼 / 소아이디얼 / 유일 인수분해 정역 / 정수 / 소수 (수론)