Math Labs
Định lýĐã chứng minh

Mọi miền nguyên hữu hạn đều là trường

Phát biểu

Nếu DD là một miền nguyên hữu hạn, thì mọi phần tử khác không của DD đều có nghịch đảo nhân, nên DD là một trường.

Vì sao đúng?

Trên một tập hữu hạn, một ánh xạ không bao giờ biến hai đầu vào khác nhau thành cùng một đầu ra sẽ bị nguyên lý chuồng bồ câu buộc phải quét trúng mọi đầu ra có thể — bao gồm cả 11.

Phác thảo chứng minh

Lấy a∈Da \in D là phần tử khác không bất kỳ, và xét ánh xạ nhân trái La:D→DL_a : D \to D định nghĩa bởi La(x)=axL_a(x) = ax.

Trước hết ta chỉ ra LaL_a đơn ánh. Giả sử La(x)=La(y)L_a(x) = L_a(y), tức ax=ayax = ay, hay a(x−y)=0a(x - y) = 0. Vì DD là miền nguyên và a≠0a \neq 0, không có ước của không, điều này buộc x−y=0x - y = 0 và do đó x=yx = y.

Vì DD là tập hữu hạn, mọi đơn ánh D→DD \to D tự động là toàn ánh (theo nguyên lý chuồng bồ câu: ∣La(D)∣=∣D∣|L_a(D)| = |D|). Đặc biệt, đơn vị nhân 1∈D1 \in D phải nằm trong ảnh của LaL_a, nên tồn tại b∈Db \in D sao cho La(b)=ab=1L_a(b) = ab = 1. Vậy b=a−1b = a^{-1}, và vì a≠0a \neq 0 tùy ý nên DD là một trường.

Chủ đề chứa định lý này

Chứng minh từng bước

Chưa có chứng minh từng bước cho định lý này.

Tài liệu tham khảo

  1. David S. Dummit, Richard M. Foote (2004). Abstract Algebra (3rd ed.)
  2. Michael F. Atiyah, Ian G. Macdonald (1969). Introduction to Commutative Algebra