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子环

定义​

设 (R,+,⋅)(R, +, \cdot) 为环,S⊆RS \subseteq R 为非空子集。若 SS 在 RR 的加法和乘法下也构成环,则称 SS 为 RR 的子环,记作 S⩽RS \leqslant R。

与子群类比:子环需对两种运算都封闭,而子群只需对一种运算封闭。子环首先必须是加法子群。

子环判定定理​

判定定理​

S⊆RS \subseteq R 是 RR 的子环当且仅当:

  1. S≠∅S \neq \varnothing
  2. ∀a,b∈S\forall a, b \in S,有 a−b∈Sa - b \in S(即 (S,+)⩽(R,+)(S, +) \leqslant (R, +))
  3. ∀a,b∈S\forall a, b \in S,有 ab∈Sab \in S(乘法封闭)

注意:含幺性不要求传递——子环的幺元(若有)不一定等于原环的幺元。例如 2Z⊆Z2\mathbb{Z} \subseteq \mathbb{Z} 是子环但无幺元。

常见例子​

子环原环说明
nZn\mathbb{Z}Z\mathbb{Z}nn 的倍数
Z\mathbb{Z}Q\mathbb{Q}整数是有理数的子环
R\mathbb{R}C\mathbb{C}实数是复数的子环
对角矩阵全体Mn(F)M_n(F)nn 阶对角矩阵构成子环

子环的性质​

  1. 传递性:若 T⩽ST \leqslant S 且 S⩽RS \leqslant R,则 T⩽RT \leqslant R
  2. 交仍为子环:子环的交集仍是子环
  3. 并不一定:子环的并集一般不构成子环

中心​

环 RR 的中心 Z(R)={a∈R∣∀r∈R,ar=ra}Z(R) = \{a \in R \mid \forall r \in R, ar = ra\} 是 RR 的交换子环。