Sanna Ranto, LUKUTEORIA JA ALGEBRA
Versio 1, 1.11.2003
RENGAS
 

Jäännösluokkarengas

Ryhmälle (G,*) määriteltiin normaalin aliryhmän (N,*) avulla tekijäryhmä G/N. Vastaavasti määritellään nyt renkaalle (R, +, . ) jäännösluokkarengas R/I renkaan ihanteen I avulla.

Olkoon I renkaan (R, +, . ) ihanne. Silloin ryhmä (I, +) on ryhmän (R, +) normaali aliryhmä – normaalisuus seuraa ryhmän (R, +) kommutatiivisuudesta. Täten voidaan muodostaa tekijäryhmä

R/I  = {a + I |a  (-  R}=  {a + I |a  (-  D},

missä D on jokin jäännösluokkien a + I edustajisto. Tekijäryhmän operaatio + määritellään luonnollisesti kaikille a,b  (- D :

(a + I) + (b + I) = (a + b) + I.

Lause. Jos I on renkaan (R, +, . ) ihanne, niin (R/I, +, . ) on rengas seuraavasti määriteltyjen operaatioiden + ja  .  (jätetään merkitsemättä) suhteen:

(a + I) + (b + I) = (a + b) + I,    (a + I)(b + I) = ab + I,

missä a,b  (- R.

Todistus. Todistetaan väite tarkistamalla renkaan postulaatit (R1)-(R5). Kuten edellä todettiin on (R/I, +) ryhmä. Koska (R, +) on Abelin ryhmä on myös (R/I, +) kommutatiivinen.

Osoitetaan toiseksi, että jäännösluokkien kertolasku on hyvinmääritelty. Olkoon a + I = a' + I ja b + I = b' + I, silloin a = a' + i1 ja b = b' + i2, joillekin i1,i2  (- I. Nyt

ab = (a'+ i1)(b'+  i2) = a'b'+ a'i2 + i1b'+ i1i2.

Koska I on renkaan R ihanne se sisältää tulot a'i2, i1b' ja i1i2 sekä näiden summan. Täten ab = a'b' + i, missä i  (- I. Tämä tarkoittaa samaa kuin ab  (- a'b' + I eli ab + I = a'b' + I.

Olkoon a, b, c  (- R. Renkaan alkioiden assosiatiivisuuden nojalla saadaan postulaatin (R3) toteutuvuus:

(a+I)((b+ I)(c + I))  =  (a + I)(bc + I) = a(bc) + I

               =  (ab)c + I = (ab + I)(c + I) = ((a + I)(b + I))(c + I).
Samoin voidaan todistaa distributiivilait (R5).

Renkaan (R/I, +, . ) ykkäsalkio on 1 R + I, missä 1R on renkaan (R, +, . ) ykkösalkio. Nimittäin kaikilla a  (- R on

(a+ I)(1  + I) = a .1  + I =  a + I = 1  .a + I = (1  + I)(a + I).
      R            R                 R            R

[]

Määritelmä. Rengasta (R/I, +, . ) sanotaan renkaan (R, +, . ) jäännösluokkarenkaaksi ihanteen I suhteen (voidaan sanoa myös tekijärenkaaksi (englanniksi residue class ring, factor ring)).


Linkit:
Tekijäryhmä
Rengas
Ihanne