よろしくお願いします。
問題、 整数全体の集合をZとする。Zの部分集合M(ただし、空集合でない)が、[a,b∈Mならばa-b∈M]という性質を持つとき、Mは0以外の要素を含み、Mに属する最小の自然数をdとすると、Mはdの倍数全体の集合と一致する(すなわち、M={kd│k∈Z}と表される)を示せ。
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No.29202 - 2014/10/05(Sun) 17:26:50
| ☆ Re: 整数論 / deep make | | | 上記の条件だけだとすると, M={0}の場合があるので, 「Mは0以外の要素を含む」は示せませんが, もし, M≠{0}ならば, dをMに属する最小の自然数とするとき, M={kd│k∈Z} と書くことはできます.
d∈Mより, M⊃{kd│k∈Z}は自明です. よって, M⊂{kd│k∈Z} であることを示します. Mの任意の元 a∈M に対し, 整数q,rを用いて, a=dq+r (0≦r<d) と書ける. ここで, r>0 とすると, r=a-dq∈M, 0<r<d より, dがMに属する最小の自然数であることに矛盾します. 故に, r=0 となり, a=dq と書けるので, a∈{kd│k∈Z} を得ます. ここから, M⊂{kd│k∈Z} が従います.
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No.29204 - 2014/10/05(Sun) 17:52:18 |
| ☆ Re: 整数論 / deep make | | | 群論的に言えば, Zの部分集合M(≠φ)に対し, a,b∈Mならばa-b∈M ⇔ MがZの部分群 を意味します.
このとき, Mは環Zのイデアルになります. つまりこの問いは, 「整数環Zが単項イデアル整域(PID)であることを示せ」という問いになります.
整数環Zは, ユークリッド環なので, 上記の証明により, 自然にPIDになります.
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No.29205 - 2014/10/05(Sun) 18:05:28 |
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