インテグラルドメイン(整域)上方のポリノミアル(多項式)たちリング(環)に対して、ユニットは非ゼロコンスタント(定数)であることの記述/証明
話題
About: リング(環)
この記事の目次
開始コンテキスト
- 読者は、コミュータティブ(可換)リング(環)上方のポリノミアル(多項式)たちリング(環)の定義を知っている。
- 読者は、インテグラルドメイン(整域)の定義を知っている。
- 読者は、リング(環)のユニットたちの定義を知っている。
ターゲットコンテキスト
- 読者は、任意のインテグラルドメイン(整域)上方のポリノミアル(多項式)たちリング(環)に対して、任意のユニットは非ゼロコンスタント(定数)であるという命題の記述および証明を得る。
オリエンテーション
本サイトにてこれまで議論された定義たちの一覧があります。
本サイトにてこれまで議論された命題たちの一覧があります。
本体
1: 構造化された記述
ここに'構造化された記述'のルールたちがある。
エンティティ(実体)たち:
\(R\): \(\in \{\text{ 全てのインテグラルドメイン(整域)たち }\}\)
\(R [x]\): \(= R \text{ 上方のポリノミアル(多項式)たちリング(環) }\)
//
ステートメント(言明)たち:
\(\{R [x] \text{ の全てのユニットたち }\} \subseteq \{R [x] \text{ 内の全ての非ゼロコンスタント(定数)たち }\}\)
//
2: 注
\(R\)は必ずしもフィールド(体)ではないので、あるコンスタント(定数)はユニットではないかもしれない: ある\(p (x) = p_0 \in R [x]\)に対して、\(p_0 \in R\)はインバース(逆)を持たないかもしれない、すると、\(p (x) = p_0 \in R [x]\)はインバース(逆)を持たないことになる: 任意のフィールド(体)上方のポリノミアル(多項式)たちリング(環)に対して、全てのユニットたちは全ての非ゼロコンスタント(定数)たちであるという命題と比較のこと。
3: 証明
全体戦略: ステップ1: 各ユニットは非ゼロコンスタント(定数)であることを見る。
ステップ1:
\(0 \in R [x]\)はユニットではない。
\(p (x) = p_n x^n + ... + p_0 \in R [x]\)、ここで、\(p_n \neq 0\)、は任意のユニットであるとしよう。
以下を満たすあるインバース(逆)\(p' (x) = p'_m x^n + ... + p'_0 \in R [x]\)、ここで、\(p'_m \neq 0\)、つまり、\(p (x) p' (x) = p' (x) p (x) = 1\)、がある。
\(p (x) p' (x)\)は\(p_n p'_m x^{n + m}\)項を持つ、しかし、\(p_n p'_m \neq 0\)、なぜなら、\(R\)はインテグラルドメイン(整域)である。
したがって、\(n + m = 0\)、なぜなら、\(p (x) p' (x) = 1\)。それが意味するのは、\(n = 0\)および\(m = 0\)、それが意味するのは、\(p (x)\)は非ゼロコンスタント(定数)であるということ。