21.144. Разложение идеала
В Z мы видели, что «разделить, значит содержать», потому что
В
мы можем тогда сказать, что неглавный идеал
ведет себя как общий делитель
потому что
Несомненно, мы можем ожидать, что
наибольший общий делитель
поскольку в Z всегда верно, что
И не только потому, что мы можем ожидать, что
простое число. В Z мы отмечаем, что
простое число, если и только идеал
максимален; то есть, единственный идеал, собственно содержащий
само
Это происходит потому, что любое а
взаимно простое число к
следовательно, та
для некоторых тип, поэтому 1 есть в любом идеале, содержащем и
Доказать, что
максимально даже легче. Мы предполагаем, что
что означает, что то — четное. Но тогда
следовательно, 1 есть в любом идеале, содержащем и
Поэтому таким идеалом является само
Подведем итог: если идеалы в
имеют свойства делимости, похожие на свойства в
то
и он — простое число. Дедекинд (1871) определил произведение идеалов, с тем чтобы делимость вела себя как ожидается.
Определение. Если
идеалы, то
Легко проверяется, что
идеал и (с большей трудностью), что включение понятия делимости согласуется с обычным понятием: В делит А, если есть идеал С, так что
Однако, радует именно то, что произведение идеалов объясняет неоднозначное разложение
на простые множители в
разлагая обе стороны на одинаковые произведения идеалов. По существу, мы имеем
В качестве примера, мы докажем первое из этих утверждений. Разложение идеала
Оно следует из определения произведения идеалов, что
Добавив элементы
из
мы находим
Отсюда следует, что все кратные 2 находятся в
то есть,
содержит (2).
Обратно, любой элемент
есть сумма произведений членов
Любое произведение, включающее
есть кратное 2, и любое произведение, включающее
тоже. Поэтому любой элемент
есть кратное 2, следовательно,
содержит (2), что и требовалось.
Упражнения
(см. скан)