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과학

정역

정역과학
영어
Integral domain
곱셈
가환적
항등원
1≠0
영인수
없음
정역은 1≠0인 곱셈 항등원을 갖는 가환환 가운데 영인수가 없는 환이다. 즉 ab=0이면 a=0 또는 b=0이어야 한다. 정수환은 정역이지만 모든 0 아닌 원소의 곱셈 역원이 있는 체는 아니다.

곱이 0이 되는 조건

실수에서는 두 수의 곱이 0이면 적어도 하나가 0이다. 정역은 이런 성질을 일반적인 가환환 안에서 요구한다. 예를 들어 정수에서는 이 조건이 성립하지만 6을 법으로 계산하는 환에서는 2와 3이 모두 0이 아닌데 곱이 0이다.

소거법칙

정역에서 a≠0이고 ab=ac라면 a(b−c)=0이므로 b=c다. 이 소거는 a의 역원을 곱한 결과가 아니라 영인수가 없다는 조건에서 나온다. 정수에서 2b=2c를 소거할 수 있지만 1/2은 정수가 아니라는 점이 이를 보여 준다.

체와의 관계

모든 체는 정역이다. 하지만 정역에서는 0 아닌 원소로 나누는 연산이 항상 내부에 정의되지는 않는다. 정수 2의 곱셈 역원은 정수 안에 없으므로 정수환은 체가 아니다. 정역과 체의 차이는 0 아닌 원소가 모두 역원을 갖는지에 있다.

유한한 경우

유한 정역에서 0 아닌 a를 고르면 x↦ax는 소거법칙 때문에 단사이고 유한집합에서는 전사다. 따라서 ax=1인 x가 존재한다. 모든 0 아닌 원소가 역원을 가지므로 유한 정역은 체다. 이 결론을 무한한 정수환에 그대로 적용할 수는 없다.

관련 문서

환 (수학) / 체 (수학) / 정수 / 소수 (수론) / 몫환 / 아이디얼