Sanna Ranto, LUKUTEORIA JA ALGEBRA
Versio 1, 1.11.2003
RENGAS
 

Esimerkkejä renkaista

Esimerkki. (LUKURENKAAT) Kokonaisluvut Z, rationaaliluvut Q, reaaliluvut R ja kompleksiluvut C ovat renkaita tavallisen yhteenlaskun ja kertolaskun suhteen. Nämä renkaat ovat kommutatiivisia. Kaikkien näiden renkaiden ykkösalkio on kokonaisluku 1 ja nolla-alkio luku 0.

Myös kolmikko (Z[i], +, . ), missä

Z[i] = {a + bi |a,b  (-  Z}

ja operaatiot + ja  .  ovat tavallinen yhteen- ja kertolasku, on rengas. Todistetaan ensin, että (Z[i], +) on ryhmä. Z[i] on selvästi suljettu operaation + suhteen. Tavallisena lukujen yhteenlaskuna operaatio + on assosiatiivinen ja kommutatiivinen joukossa Z[i]. Kun vielä huomataan, että 0 on neutraalialkio ja alkion a + bi  (- Z[i] vasta-alkio on -a-bi, niin saadaan, että (Z[i], +) on Abelin ryhmä. Renkaan (Z[i], +, . ) ykkösalkio on 1. On selvää, että operaatio  .  joukossa Z[i] on assosiatiivinen ja toteuttaa distributiivilait. Lisäksi operaatio  .  on kommutatiivinen.

Joukkoa Z[i] sanotaan Gaussin kokonaisluvuiksi.

Esimerkki. (MATRIISIRENKAAT) Reaalialkioisten neliömatriisien joukko Mn(R) muodostaa renkaan matriisien yhteenlaskun ja matriisitulon suhteen. Sivulla Esimerkkejä ryhmistä 2 todettiin, että (Mn(R), +) on Abelin ryhmä. Joukko Mn(R) on suljettu matriisitulon suhteen, sillä aina reaalilukujen summa ja tulo on reaaliluku. Sivun Matriisitulon ominaisuuksia lauseiden nojalla matriisitulo on assosiatiivinen ja toteuttaa distributiivilait. Renkaan ykkösalkio on identiteettimatriisi In.

Muita vastaavia ryhmiä muodostavat neliömatriisit yli kokonaislukujen Mn(Z), yli rationaalilukujen Mn(Q) ja yli kompleksilukujen Mn(C) matriisien yhteenlaskun ja matriisitulon suhteen. Tarkista, että nämä joukot ovat suljettuja kyseisten operaatioiden suhteen.

Mainitut matriisirenkaat ovat epäkommutatiivisia, kun n > 1.

Esimerkki.(FUNKTIORENKAAT) Funktiojoukko

C[a,b] = {f : [a,b]-- > R | f jatkuva}

on rengas funktioiden pisteittäisen yhteen- ja kertolaskun suhteen:

(f +  g)(x) =  f(x) + g(x),    (f g)(x) =  f(x)g(x)   A  x  (-  [a,b].

Käymällä läpi ryhmäpostulaatit on helppo todeta, että (C[a,b], +) on Abelin ryhmä, neutraalialkiona on funktio f0(x) = 0 kaikilla x  (- [a,b]. Renkaan C[a,b] ykkösalkio on funktio f(x) = 1 kaikilla x  (- [a,b]. Rengaspostulaattien toteutuminen nähdään helposti.


Linkit:
Rengas
Matriisi
Yksinkertaisia matriiseja
Esimerkkejä ryhmistä 2
Matriisitulon ominaisuuksia