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0と1から始める代数学
菅原 響⽣
2017/10/8 MATH POWER   @SPIRAL HALL
「から始める」第2弾
2017
1から始める代数学?
KORE HA TITLE DEHA NAI.
菅原 響⽣
菅原 響⽣
KORE HA TITLE DEHA NAI.
1から始める代数学?
突然ですが
0って何?
1って何?
考えてみたことは
ありますか?
0って何?
1って何?
⼩学校で学ぶ算数だけ
⼀⾔で⾔えます
0とは、
⾜しても変わらない数
1とは、
掛けても変わらない数
Today’s menu
• 環
• 体
• 商体
• いろいろな環
• 環
• 体
• 商体
• いろいろな環
Today’s menu
• 環  ←
環
環
⾜し算・引き算・掛け算
ができる集合のこと
環
例
環
例
整数全体の集合
{…,-2,-1,0,1,2,…}
環
例
⾜し算・引き算・掛け算ができる
(-5)+11=6
3-(-1)=4
(-2)×3=-6
環
⾜し算・引き算・掛け算
ができる集合のこと
環
詳しく⾔うと
環
1. ⾜し算・引き算・掛け算が定まっている
2. (□+△)+○=□+(△+○)
3. (□×△)×○=□×(△×○)
4. □+△=△+□
5. □×△=△×□
6. 「□+0=□」を満たす0が存在する
7. 「□×1=□」を満たす1が存在する
8. (ー□)+□=□ー□=0
環
気づきましたか?
環
1. ⾜し算・引き算・掛け算が定まっている
2. (□+△)+○=□+(△+○)
3. (□×△)×○=□×(△×○)
4. □+△=△+□
5. □×△=△×□
6. 「□+0=□」を満たす0が存在する
7. 「□×1=□」を満たす1が存在する
8. (ー□)+□=□ー□=0
環
1. ⾜し算・引き算・掛け算が定まっている
2. (□+△)+○=□+(△+○)
3. (□×△)×○=□×(△×○)
4. □+△=△+□
5. □×△=△×□
6. 「□+0=□」を満たす0が存在する
7. 「□×1=□」を満たす1が存在する
8. (ー□)+□=□ー□=0
6. 「□+0=□」を満たす0が存在する
7. 「□×1=□」を満たす1が存在する
0とは、
⾜しても変わらない数
環
環
1とは、
掛けても変わらない数
環
1. ⾜し算・引き算・掛け算が定まっている
2. (□+△)+○=□+(△+○)
3. (□×△)×○=□×(△×○)
4. □+△=△+□
5. □×△=△×□
6. 「□+0=□」を満たす0が存在する
7. 「□×1=□」を満たす1が存在する
8. (ー□)+□=□ー□=0
6. 「□+0=□」を満たす0が存在する
7. 「□×1=□」を満たす1が存在する
環
1. ⾜し算・引き算・掛け算が定まっている
2. (□+△)+○=□+(△+○)
3. (□×△)×○=□×(△×○)
4. □+△=△+□
5. □×△=△×□
6. 「□+0=□」を満たす0が存在する
7. 「□×1=□」を満たす1が存在する
8. (ー□)+□=□ー□=0
6. ⾜しても変わらないような0が存在する
7. 掛けても変わらないような1が存在する
環
⾜し算・引き算・掛け算
ができる集合のこと
環
⾜し算引き算掛け算が
できるんだったら、
割り算も欲しい!
• 環
• 体
• 商体
• いろいろな環
Today’s menu
• 体  ←
体
体
⾜し算・引き算・掛け算・割り算
ができる集合のこと
体
例
体
例
有理数全体の集合
{…,0,1/2,1/3,2/3,1/4,3/4,…}
有理数=
整数
整数
体
例
⾜し算・引き算・掛け算はもちろん
割り算もできる
2 3 8
3 4 9
÷ =
体
詳しく⾔うと
体
1. 環である           
(つまり⾜し算引き算掛け算が定まっている)
2. 0でない元の割り算が定まっている
3. □≠0に対して(1÷□)×□=□÷□=1
体
今回はそんなに重要ではない
体
⾜し算・引き算・掛け算・割り算
ができる集合のこと
ところで
環
例
整数全体の集合
{…,-2,-1,0,1,2,…}
体
例
有理数全体の集合
{…,0,1/2,1/3,2/3,1/4,3/4,…}
有理数=
整数
整数
分数を追加すれば
割り算ができるように
なる?
• 環
• 体
• 商体
• いろいろな環
Today’s menu
• 商体 ←
商体
商体
A
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
環
商体
A
a
b
∈
∈
「適当にとる」ではない
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
a
b
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
a
b
A
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
a
b
A
環
繰り返す
商体
A に分数がすべて⼊った状態に!
商体
このようにしてできた
新しいAを
Aの商体と呼び
Frac Aで表す
商体
このようにしてできた
新しいAを
Aの商体と呼び
Frac Aで表す
Fraction
商体
の商体を考えてみる
整数全体の集合
{…,-2,-1,0,1,2,…}
商体
に分数を全部追加する
整数全体の集合
{…,-2,-1,0,1,2,…}
商体
有理数全体の集合
{…,0,1/2,1/3,2/3,1/4,3/4,…}
分数を追加すれば
割り算ができるように
なる?
商体
商体
Frac Aは
割り算可能!
商体
Frac Aは
体になる!
商体
「商体」だから
体じゃね?
商体
「商体」だから
体じゃね?
商体
そこはつっこまないで(´・ω・‵)
商体
はじめ
Aは環だった
商体
環A→体Frac A
商体
楽しい(´∇`)
商体
商体
A
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
a
b
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
a
b
A
環
商体
A
a
b
∈
∈
テキトーにとる
≠ 0
a
b
A
環
繰り返す
商体
環A→体Frac A
商体
楽しい(´∇`)
商体
厳密には
商体
環A、積閉集合S⊂Aにおいて、
A×S上の同値関係~を
(a,s)~(b,t)⇔u(at-bs)=0なるu∈Sが存在
で定義する。このとき、
A×S/~をS Aで表す。特に、
S=A{0}のときS AをFrac Aで表す。
-1
-1
商体
環A、積閉集合S⊂Aにおいて、
A×S上の同値関係~を
(a,s)~(b,t)⇔u(at-bs)=0なるu∈Sが存在
で定義する。このとき、
A×S/~をS Aで表す。特に、
S=A{0}のときS AをFrac Aで表す。
-1
-1
省略
Today’s menu
• 環
• 体
• 商体
• いろいろな環
Today’s menu
• 環
• 体
• 商体
• いろいろな性質• いろいろな環 ←
いろいろな環
{0}は環
いろいろな環
{0}は環
0+0=0
0-0=0
0×0=0
いろいろな環
{0}は環
0+0=0
0-0=0
0×0=0
⼀番つまらない環
いろいろな環
{0,1}は環
いろいろな環
{0,1}は環
2で割ったあまりで考える
いろいろな環
5+3 8=
いろいろな環
5+3 8=
1+1 0=
いろいろな環
5+3 8=
1+1 0=
間違っていない
いろいろな環
0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=0
0-0=0
0-1=1
1-0=1
1-1=0
0×0=0
0×1=0
1×0=0
1×1=1
いろいろな環
{0,1}は環
いろいろな環
{0,1}は体
いろいろな環
9÷3 3=
いろいろな環
9÷3 3=
1÷1 1=
いろいろな環
0÷1=0
1÷1=1
いろいろな環
0÷1=0
1÷1=1
÷0は定まらない
いろいろな環
0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=0
0-0=0
0-1=1
1-0=1
1-1=0
0×0=0
0×1=0
1×0=0
1×1=1
0÷1=0
1÷1=1
いろいろな環
{0,1}は体
いろいろな環
{0,1,...,n}は環
nは0以上の整数
いろいろな環
{0,1,...,n}は体
n+1が素数なら
例:n=1の場合、{0,1}は体
Today’s menu
• 環
• 体
• 商体
• いろいろな環
テンソル
ベクトル空間
イデアル
A準同型
他にもたくさんある
A加群
アーベル群
A代数
環準同型
乗法
基底 分数環
代数学で、
遊ぼう!
ありがとう
ございました!
…
えっ?
おまけが
ない??
「ちょっとまったぁ〜!」
はないのかな??
(恒例となりかけている)
おまけ
⻘い⽂字が何回か
出てきました
1枚⽬下
19枚⽬中
28枚⽬左
37枚⽬中
41枚⽬中
43枚⽬中
107枚⽬中
2017
11
25
2
の
20
乗
2017 11 25
2 の 20 乗
2017/11/25
サイエンスアゴラで
「2の20乗」でプレゼンします
※
サイエンスアゴラでのプレゼン「2の20乗」も
Slideshareで公開しています。
よかったらご覧ください!
宣伝⼄
ありがとう
ございました!
0と1から始める代数学 10/8 MATHPOWER

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