Кіріспе
Алгебралық құрылымды қисайтылған өріс деп те атайды. Алгебрада, бөлу сақинасы, сондай-ақ қисайтылған өріс деп те аталады, нөлдік емес элементтерге бөлу анықталған тривиальды емес сақина. Нақтырақ айтқанда, бұл нөлдік емес әрбір элементінің көбейтуге керісі бар сақина, яғни әдетте белгіленетін элемент, сондықтан оң жақтан бөлуді деп анықтауға болады, бірақ бұл белгілеуден аулақ болу керек, себебі болуы мүмкін. Коммутативті бөлу сақинасы – өріс. Уэддерберннің кішкентай теоремасы барлық шекті бөлу сақиналары коммутативті және демек, шекті өрістер болады деп мәлімдейді. Тарихи тұрғыдан алғанда, бөлу сақиналары кейде өрістер деп, ал өрістер «коммутативті өрістер» деп аталатын. Кейбір тілдерде, мысалы француз тілінде, «өріс» деген сөз (corps) коммутативті және коммутативті емес жағдайлар үшін қолданылады, ал екі жағдайдың арасындағы айырмашылықты «коммутативті өріс» (corps commutatif) немесе «қисайтылған өріс» (corps gauche) сияқты сөздермен көрсетеді. Барлық бөлу сақиналары қарапайым. Яғни, оларда нөлдік идеалдан және өзінен басқа екі жақты идеалдар жоқ.
In algebra, a division ring, also called a skew field, is a nontrivial ring in which division by nonzero elements is defined. Specifically, it is a nontrivial ring in which every nonzero element a has a multiplicative inverse, that is, an element usually denoted , such that So, (right) division may be defined as , but this notation is avoided, as one may have
A commutative division ring is a field. Wedderburn's little theorem asserts that all finite division rings are commutative and therefore finite fields. Historically, division rings were sometimes referred to as fields, while fields were called "commutative fields". In some languages, such as French, the word equivalent to "field" ("corps") is used for both commutative and noncommutative cases, and the distinction between the two cases is made by adding qualificatives such as "corps commutatif" (commutative field) or "corps gauche" (skew field). All division rings are simple. That is, they have no two sided ideal besides the zero ideal and itself.
Өрістер мен сызықтық алгебраға қатынасы
Барлық өрістер – бөліну сақиналары, ал өріс емес бөліну сақиналары коммутативті емес. Ең танымал мысал – кватерниондар сақинасы. Егер кватерниондарды құрастыруда нақты коэффициенттердің орнына тек рационалды коэффициенттерді қолдансақ, тағы бір бөліну сақинасын аламыз. Жалпы, егер R – сақина болса және S – R-дің үстіндегі қарапайым модуль болса, онда Шур леммасы бойынша S-тің эндоморфизм сақинасы бөліну сақинасы болады; кез келген бөліну сақинасы осылайша кейбір қарапайым модульден туындайды. Сызықтық алгебраның көп бөлігін өрістегі векторлық кеңістіктердің орнына бөліну сақинасы D-дегі модульдер үшін тұжырымдауға болады және бұл дұрыс болып қалады. Мұны жасау үшін оң немесе сол модульдерді қарастырып жатқаныңызды нақты көрсету қажет, сондай-ақ формулаларда сол және оң жақтарды дұрыс ажыратуға көңіл бөлу керек. Атап айтқанда, әрбір модульдің негізі болады және Гаусс әдісін қолдануға болады. Осы құралдармен анықталатын барлық нәрселер бөліну алгебрасында жұмыс істейді. Матрицалар мен олардың көбейтінділері де осыған ұқсас анықталады. Дегенмен, сол жақтан кері матрица оң жақтан кері болуы міндетті емес, ал егер болса, оның оң жақтан керісі сол жақтан керісінен өзгеше болуы мүмкін. (Сілтеме.) Детерминанттар коммутативті емес бөліну алгебраларында анықталмайды және осы түсінікке қатысты барлық нәрсе коммутативті емес бөліну алгебраларына жалпыланбауы мүмкін. Координаттарда жұмыс істегенде, шекті өлшемді оң модульдің элементтерін тік жолдар түрінде бейнелеуге болады, оларды оң жағынан скалярлармен көбейтуге болады, ал сол жағынан матрицалармен (сызықтық түрлендірулерді бейнелеу); шекті өлшемді сол модульдің элементтері үшін қатар жолдарды пайдалану керек, оларды сол жағынан скалярлармен, оң жағынан матрицалармен көбейтуге болады. Оң модульдің қосарлысы сол модуль болып табылады және керісінше. Матрицаның транспозициясы осы ереже күшінде болу үшін қарама-қарсы бөліну сақинасы D^(op) үстіндегі матрица ретінде қарастырылуы керек. Кез келген модуль бөліну сақинасының үстінде бос болады; яғни, оның негізі бар және модульдің барлық негіздері бірдей элементтер санына ие. Бөліну сақинасының үстіндегі шекті өлшемді модульдер арасындағы сызықтық түрлендірулерді матрицалармен сипаттауға болады; сызықтық түрлендірулердің анықтамасы бойынша скалярлық көбейтумен қатынасуын көрсету үшін оларды скалярлардың орнына векторлардың қарама-қарсы жағында жазу ыңғайлы. Гаусс әдісі қолданыла береді. Матрицаның бағандық ранкі – бағандармен құрылған оң модульдің өлшемі, ал қатарлық ранкі – қатарлармен құрылған сол модульдің өлшемі; векторлық кеңістік жағдайындағыдай дәлелдеу осы екі ранктің тең екенін және матрицаның ранкін анықтайтынын көрсетуге болады. Бөліну сақиналары – әрбір модульдің бос болатын жалғыз сақиналар: R сақинасы, егер және тек қана R-дің барлық модульдері бос болса, бөліну сақинасы болып табылады. Бөліну сақинасының орталығы коммутативті, сондықтан ол өріс болып табылады. Сондықтан кез келген бөліну сақинасы оның ортасында бөліну алгебрасы болады. Бөліну сақиналарын олардың орталықтары бойынша шекті өлшемді немесе шексіз өлшемді болуына қарай жіктеуге болады. Біріншісі орталықтан шекті, екіншісі орталықтан шексіз деп аталады. Кез келген өріс өзінің ортасында бір өлшемді болады. Гамильтон кватерниондары сақинасы оның ортасында төрт өлшемді алгебра құрайды, ол нақты сандарға изоморфты.
Мысалдар
Жоғарыда айтылғандай, барлық өрістер бөліну сақиналары болып табылады. Квартерниондар коммутативті емес бөліну сақинасын құрайды. А + bi + cj + dk түріндегі кватерниондардың ішкі жиыны, мұнда a, b, c және d нақты сандардың белгілі бір ішкі өрісіне жатады, – коммутативті емес бөліну сақинасы болып табылады. Егер бұл ішкі өріс рационалды сандар өрісі болса, онда ол рационалды кватерниондардың бөліну сақинасы болады. – комплекс коэффициенттері бар формалды Лоран қатарларының сақинасын білдіреді, онда көбейту келесідей анықталады: коэффициенттерге тікелей алмасуға рұқсат етудің орнына, үшін, әрбір индекс үшін деп анықтаңыз. Егер комплекс сандардың тривиальды емес автоморфизмі болса (мысалы, конъюгация), онда алынған Лоран қатарлары сақинасы – қисайған Лоран қатарлары сақинасы деп аталатын коммутативті емес бөліну сақинасы болады; егер 1 = σ = [[сәйкестік функциясы]], онда ол формалды қатарлардың стандартты көбейтуін көрсетеді. Бұл ұғымды кез келген белгілі өріс бойынша Лоран қатарлары сақинасына, тривиальды емес автоморфизмі берілгенде, жалпылауға болады.
Негізгі теоремалар
Уэддерберннің кіші теоремасы: Барлық шекті бөліну сақиналары коммутативті және, демек, шекті өрістер болып табылады. (Эрнст Витт қарапайым дәлел келтірді.) Фробен теоремасы: Нақты сандар үстіндегі жалғыз шекті өлшемді ассоциативтік бөліну алгебралары – нақты сандардың өзі, кешенді сандар және кватерниондар.
Қарым-қатынас ұғымдары
Бөліну сақиналары бұрынғыда "өрістер" деп аталатын. Көптеген тілдерде "дене" деген мағынаны білдіретін сөз бөліну сақиналарын белгілеу үшін қолданылады, кейбір тілдерде коммутативті немесе коммутативті емес бөліну сақиналарын, ал басқаларында коммутативті бөліну сақиналарын (қазіргі ағылшын тілінде өрістер деп аталатынын) көрсетеді. Толық салыстыруды өрістер туралы мақалада табуға болады. "Бұрыс өріс" атауының қызықты семантикалық ерекшелігі бар: модификатор (осы жерде "бұрыс") негізгі терминнің (осы жерде "өріс") көлемін кеңейтеді. Осылайша, өріс – бұрыс өрістің нақты бір түрі, ал барлық бұрыс өрістер өріс емес. Бұл жерде талқыланған бөліну сақиналары мен алгебралардың көбейтуі ассоциативті деп есептелінеді, бірақ октониондар сияқты ассоциативті емес бөліну алгебралары да қызығушылық тудырады. Жақын өріс – екі тарату заңының тек біреуі ғана бар бөліну сақинасына ұқсас алгебралық құрылым.