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UFRRJ UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO Teoria dos Anéis - Aula 01 Cláudio Saccomori DEMAT - UFRRJ 20 de setembro de 2021 Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 1 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Seja A um conjunto não vazio munido de duas operações: + : A × A → A (a, b) 7→ a + b e · : A × A → A (a, b) 7→ a · b Dizemos que (A, +, ·) é um anel, se as seguintes condições são satisfeitas: A1 (a + b) + c = a + (b + c), ∀a, b, c ∈ A; A2 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A; A3 dado a ∈ A, existe x ∈ A, tal que a + x = x + a = 0; A4 a + b = b + a, ∀a, b ∈ A; A5 (a · b) · c = a · (b · c), ∀a, b, c ∈ A; A6 a · (b + c) = a · b + a · c, ∀a, b, c ∈ A e (a + b) · c = a · c + b · c, ∀a, b, c ∈ A. As operações + e · são chamadas, respectivamente, de soma e de produto. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 2 / 18 Exemplo 1 (Z, +, ·) e (R, +, ·) são anéis, onde + e · representam as operações canônicas. Exemplo 2 (M2(R), +, ·) é um anel, onde + e · representam a soma e o produto usuais de matrizes. Exemplo 3 O conjunto dos números naturais não é um anel, pois, por exemplo, não existe x ∈ N, tal que 5 + x = 0. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 3 / 18 Exemplo 1 (Z, +, ·) e (R, +, ·) são anéis, onde + e · representam as operações canônicas. Exemplo 2 (M2(R), +, ·) é um anel, onde + e · representam a soma e o produto usuais de matrizes. Exemplo 3 O conjunto dos números naturais não é um anel, pois, por exemplo, não existe x ∈ N, tal que 5 + x = 0. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 3 / 18 Exemplo 1 (Z, +, ·) e (R, +, ·) são anéis, onde + e · representam as operações canônicas. Exemplo 2 (M2(R), +, ·) é um anel, onde + e · representam a soma e o produto usuais de matrizes. Exemplo 3 O conjunto dos números naturais não é um anel, pois, por exemplo, não existe x ∈ N, tal que 5 + x = 0. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 3 / 18 Proposição 4 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Rascunho 01 e 02 01 + 02 = 02 01 + 02 = 01 02 = 01 + 02 = 01. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 4 / 18 Proposição 4 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendoa propriedade A2. Rascunho 01 e 02 01 + 02 = 02 01 + 02 = 01 02 = 01 + 02 = 01. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 4 / 18 Proposição 4 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Rascunho 01 e 02 01 + 02 = 02 01 + 02 = 01 02 = 01 + 02 = 01. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 4 / 18 Proposição 4 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Rascunho 01 e 02 01 + 02 = 02 01 + 02 = 01 02 = 01 + 02 = 01. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 4 / 18 Proposição 4 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Rascunho 01 e 02 01 + 02 = 02 01 + 02 = 01 02 = 01 + 02 = 01. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 4 / 18 Proposição 5 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Demonstração. Sejam 01, 02 ∈ A satisfazendo a propriedade A2. Como 01 satisfaz A2, então 01 + 02 = 02. Por outro lado, como 02 também satisfaz a propriedade, temos que 01 + 02 = 01. Assim, 02 = 01 e temos a unicidade. Definição 6 O único elemento do anel (A, +, ·), satisfazendo a propriedade A2, recebe o nome de elemento neutro. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 5 / 18 Proposição 5 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Demonstração. Sejam 01, 02 ∈ A satisfazendo a propriedade A2. Como 01 satisfaz A2, então 01 + 02 = 02. Por outro lado, como 02 também satisfaz a propriedade, temos que 01 + 02 = 01. Assim, 02 = 01 e temos a unicidade. Definição 6 O único elemento do anel (A, +, ·), satisfazendo a propriedade A2, recebe o nome de elemento neutro. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 5 / 18 Proposição 5 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Demonstração. Sejam 01, 02 ∈ A satisfazendo a propriedade A2. Como 01 satisfaz A2, então 01 + 02 = 02. Por outro lado, como 02 também satisfaz a propriedade, temos que 01 + 02 = 01. Assim, 02 = 01 e temos a unicidade. Definição 6 O único elemento do anel (A, +, ·), satisfazendo a propriedade A2, recebe o nome de elemento neutro. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 5 / 18 Proposição 5 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Demonstração. Sejam 01, 02 ∈ A satisfazendo a propriedade A2. Como 01 satisfaz A2, então 01 + 02 = 02. Por outro lado, como 02 também satisfaz a propriedade, temos que 01 + 02 = 01. Assim, 02 = 01 e temos a unicidade. Definição 6 O único elemento do anel (A, +, ·), satisfazendo a propriedade A2, recebe o nome de elemento neutro. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 5 / 18 Proposição 5 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Demonstração. Sejam 01, 02 ∈ A satisfazendo a propriedade A2. Como 01 satisfaz A2, então 01 + 02 = 02. Por outro lado, como 02 também satisfaz a propriedade, temos que 01 + 02 = 01. Assim, 02 = 01 e temos a unicidade. Definição 6 O único elemento do anel (A, +, ·), satisfazendo a propriedade A2, recebe o nome de elemento neutro. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 5 / 18 Proposição 5 (Unicidade do elemento neutro) Seja (A, +, ·) um anel. Existe um único elemento satisfazendo a propriedade A2. Demonstração. Sejam 01, 02 ∈ A satisfazendo a propriedade A2. Como 01 satisfaz A2, então 01 + 02 = 02. Por outro lado, como 02 também satisfaz a propriedade, temos que 01 + 02 = 01. Assim, 02 = 01 e temos a unicidade. Definição 6 O único elemento do anel (A, +, ·), satisfazendo a propriedade A2, recebe o nome de elemento neutro. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 5 / 18 Exemplo 7 No anel M2(R) das matrizes 2 × 2 com coeficientes reais, temos: 0M2(R) = [ 0R 0R 0R 0R ] ou, simplesmente, 0 = [ 0 0 0 0 ] . Lembrete 8 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 6 / 18 Exemplo 7 No anel M2(R) das matrizes 2 × 2 com coeficientes reais, temos: 0M2(R) = [ 0R 0R 0R 0R ] ou, simplesmente, 0 = [ 0 0 0 0 ] . Lembrete 8 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 6 / 18 Exemplo 7 No anel M2(R) das matrizes 2 × 2 com coeficientes reais, temos: 0M2(R) = [ 0R 0R 0R 0R ] ou, simplesmente, 0 = [ 0 0 0 0 ] . Lembrete 8 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 6 / 18 Exemplo 7 No anel M2(R) das matrizes 2 × 2 com coeficientes reais, temos: 0M2(R) = [ 0R 0R 0R 0R ] ou, simplesmente, 0 = [ 0 0 0 0 ] . Lembrete 8 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a = a, ∀a ∈ A. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 6 / 18 Lembrete 9 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a= a, ∀a ∈ A. Demonstração. Seja a ∈ M2(R), digamos a = [ x y z w ] , com x, y, z, w ∈ R. Note que [ x y z w ] + [ 0 0 0 0 ] = [ x + 0 y + 0 z + 0 w + 0 ] = [ x y z w ] . Analogamente, [ 0 0 0 0 ] + [ x y z w ] = [ x y z w ] . Portanto, [ 0 0 0 0 ] é o elemento neutro do anel M2(R). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 7 / 18 Lembrete 9 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a= a, ∀a ∈ A. Demonstração. Seja a ∈ M2(R), digamos a = [ x y z w ] , com x, y, z, w ∈ R. Note que [ x y z w ] + [ 0 0 0 0 ] = [ x + 0 y + 0 z + 0 w + 0 ] = [ x y z w ] . Analogamente, [ 0 0 0 0 ] + [ x y z w ] = [ x y z w ] . Portanto, [ 0 0 0 0 ] é o elemento neutro do anel M2(R). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 7 / 18 Lembrete 9 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a= a, ∀a ∈ A. Demonstração. Seja a ∈ M2(R), digamos a = [ x y z w ] , com x, y, z, w ∈ R. Note que [ x y z w ] + [ 0 0 0 0 ] = [ x + 0 y + 0 z + 0 w + 0 ] = [ x y z w ] . Analogamente, [ 0 0 0 0 ] + [ x y z w ] = [ x y z w ] . Portanto, [ 0 0 0 0 ] é o elemento neutro do anel M2(R). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 7 / 18 Lembrete 9 A3 existe um elemento 0 ∈ A, tal que a + 0 = 0 + a= a, ∀a ∈ A. Demonstração. Seja a ∈ M2(R), digamos a = [ x y z w ] , com x, y, z, w ∈ R. Note que [ x y z w ] + [ 0 0 0 0 ] = [ x + 0 y + 0 z + 0 w + 0 ] = [ x y z w ] . Analogamente, [ 0 0 0 0 ] + [ x y z w ] = [ x y z w ] . Portanto, [ 0 0 0 0 ] é o elemento neutro do anel M2(R). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 7 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0.Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Proposição 10 (Unicidade do inverso aditivo) Sejam A um anel e a ∈ A. Então existe um único elemento b ∈ A, tal que a + b = 0. Demonstração. A existência de um elemento b ∈ A, tal que a + b = 0, é garantida pela definição de anel. Agora, suponha que c ∈ A também satisfaça a + c = 0. Assim, b = 0 + b = (c + a) + b = c + (a + b) = c + 0 = c. O que prova a unicidade. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 8 / 18 Definição 11 Em um anel A, se a + b = 0, então dizemos que b é o inverso aditivo de a e denotamos b = −a. Observação 12 A mesma igualdade a + b = 0 também nos diz que o inverso aditivo de b é a, ou seja, a = −b. Dessa forma, −(−a) = a, para todo a ∈ A. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 9 / 18 Definição 11 Em um anel A, se a + b = 0, então dizemos que b é o inverso aditivo de a e denotamos b = −a. Observação 12 A mesma igualdade a + b = 0 também nos diz que o inverso aditivo de b é a, ou seja, a = −b. Dessa forma, −(−a) = a, para todo a ∈ A. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 9 / 18 Proposição 13 Seja A um anel. Então 0 · a = a · 0 = 0, para todo a ∈ A. Demonstração. Se a ∈ A, então 0 · a = (0 + 0) · a = 0 · a + 0 · a. Logo, 0 = 0 · a + ( − (0 · a) ) = ( 0 · a + 0 · a ) + ( − (0 · a) ) = 0 · a + 0 = 0 · a. Analogamente, a partir de a · 0 = a · (0 + 0), concluímos que a · 0 = 0 (Prove �). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 10 / 18 Proposição 13 Seja A um anel. Então 0 · a = a · 0 = 0, para todo a ∈ A. Demonstração. Se a ∈ A, então 0 · a = (0 + 0) · a = 0 · a + 0 · a. Logo, 0 = 0 · a + ( − (0 · a) ) = ( 0 · a + 0 · a ) + ( − (0 · a) ) = 0 · a + 0 = 0 · a. Analogamente, a partir de a · 0 = a · (0 + 0), concluímos que a · 0 = 0 (Prove �). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 10 / 18 Proposição 13 Seja A um anel. Então 0 · a = a · 0 = 0, para todo a ∈ A. Demonstração. Se a ∈ A, então 0 · a = (0 + 0) · a = 0 · a + 0 · a. Logo, 0 = 0 · a + ( − (0 · a) ) = ( 0 · a + 0 · a ) + ( − (0 · a) ) = 0 · a + 0 = 0 · a. Analogamente, a partir de a · 0 = a · (0 + 0), concluímos que a · 0 = 0 (Prove �). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 10 / 18 Proposição 13 Seja A um anel. Então 0 · a = a · 0 = 0, para todo a ∈ A. Demonstração. Se a ∈ A, então 0 · a = (0 + 0) · a = 0 · a + 0 · a. Logo, 0 = 0 · a + ( − (0 · a) ) = ( 0 · a + 0 · a ) + ( − (0 · a) ) = 0 · a + 0 = 0 · a. Analogamente, a partir de a · 0 = a · (0 + 0), concluímos que a · 0 = 0 (Prove �). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 10 / 18 Proposição 13 Seja A um anel. Então 0 · a = a · 0 = 0, para todo a ∈ A. Demonstração. Se a ∈ A, então 0 · a = (0 + 0) · a = 0 · a + 0 · a. Logo, 0 = 0 · a + ( − (0 · a) ) = ( 0 · a + 0 · a ) + ( − (0 · a) ) = 0 · a + 0 = 0 · a. Analogamente, a partir de a · 0 = a · (0 + 0), concluímos que a · 0 = 0 (Prove �). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 10 / 18 Proposição 13 Seja A um anel. Então 0 · a = a · 0 = 0, para todo a ∈ A. Demonstração. Se a ∈ A, então 0 · a = (0 + 0) · a = 0 · a + 0 · a. Logo, 0 = 0 · a + ( − (0 · a) ) = ( 0 · a + 0 · a ) + ( − (0 · a) ) = 0 · a + 0 = 0 · a. Analogamente, a partir de a · 0 = a · (0 + 0), concluímos que a · 0 = 0 (Prove �). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 10 / 18 Proposição 13 Seja A um anel. Então 0 · a = a · 0 = 0, para todo a ∈ A. Demonstração. Se a ∈ A, então 0 · a = (0 + 0) · a = 0 · a + 0 · a. Logo, 0 = 0 · a + ( − (0 · a) ) = ( 0 · a + 0 · a ) + ( − (0 · a) ) = 0 · a + 0 = 0 · a. Analogamente, a partir de a · 0 = a · (0 + 0), concluímos que a · 0 = 0 (Prove �). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 10 / 18 Notação 14 Para simplificar a notação, se a, b, c ∈ A, onde A é um anel, iremos denotar: a + (−b) simplesmente por a − b; tanto (a + b) + c quanto a + (b + c) por a + b + c; a · b por ab; tanto (a · b) · c quanto a · (b · c) por abc. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 11 / 18 Notação 14 Para simplificar a notação, se a, b, c ∈ A, onde A é um anel, iremos denotar: a + (−b) simplesmente por a − b; tanto (a + b) + c quanto a + (b + c) por a + b + c; a · b por ab; tanto (a · b) · c quanto a · (b · c) por abc. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 11 / 18 Notação 14 Para simplificar a notação, se a, b, c ∈ A, onde A é um anel, iremos denotar: a + (−b) simplesmente por a − b; tanto (a + b) + c quanto a +(b + c) por a + b + c; a · b por ab; tanto (a · b) · c quanto a · (b · c) por abc. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 11 / 18 Notação 14 Para simplificar a notação, se a, b, c ∈ A, onde A é um anel, iremos denotar: a + (−b) simplesmente por a − b; tanto (a + b) + c quanto a + (b + c) por a + b + c; a · b por ab; tanto (a · b) · c quanto a · (b · c) por abc. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 11 / 18 Proposição 15 Seja A um anel. Então −(ab) = (−a)b = a(−b), para todo a, b ∈ A. Demonstração. Como (−a)b + ab = (−a + a)b = 0b = 0, temos que (−a)b é o inverso aditivo de ab, ou seja, (−a)b = −(ab). Analogamente, como a(−b) + ab = a(−b + b) = 0, segue-se que a(−b) = −(ab). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 12 / 18 Proposição 15 Seja A um anel. Então −(ab) = (−a)b = a(−b), para todo a, b ∈ A. Demonstração. Como (−a)b + ab = (−a + a)b = 0b = 0, temos que (−a)b é o inverso aditivo de ab, ou seja, (−a)b = −(ab). Analogamente, como a(−b) + ab = a(−b + b) = 0, segue-se que a(−b) = −(ab). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 12 / 18 Proposição 15 Seja A um anel. Então −(ab) = (−a)b = a(−b), para todo a, b ∈ A. Demonstração. Como (−a)b + ab = (−a + a)b = 0b = 0, temos que (−a)b é o inverso aditivo de ab, ou seja, (−a)b = −(ab). Analogamente, como a(−b) + ab = a(−b + b) = 0, segue-se que a(−b) = −(ab). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 12 / 18 Proposição 15 Seja A um anel. Então −(ab) = (−a)b = a(−b), para todo a, b ∈ A. Demonstração. Como (−a)b + ab = (−a + a)b = 0b = 0, temos que (−a)b é o inverso aditivo de ab, ou seja, (−a)b = −(ab). Analogamente, como a(−b) + ab = a(−b + b) = 0, segue-se que a(−b) = −(ab). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 12 / 18 Proposição 15 Seja A um anel. Então −(ab) = (−a)b = a(−b), para todo a, b ∈ A. Demonstração. Como (−a)b + ab = (−a + a)b = 0b = 0, temos que (−a)b é o inverso aditivo de ab, ou seja, (−a)b = −(ab). Analogamente, como a(−b) + ab = a(−b + b) = 0, segue-se que a(−b) = −(ab). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 12 / 18 Proposição 15 Seja A um anel. Então −(ab) = (−a)b = a(−b), para todo a, b ∈ A. Demonstração. Como (−a)b + ab = (−a + a)b = 0b = 0, temos que (−a)b é o inverso aditivo de ab, ou seja, (−a)b = −(ab). Analogamente, como a(−b) + ab = a(−b + b) = 0, segue-se que a(−b) = −(ab). Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 12 / 18 Definição 16 Dizemos que um anel A é comutativo quando satisfaz: A7 a · b = b · a, ∀a, b ∈ A. Exemplo 17 Os anéis Z e R são comutativos. Exemplo 18 Seja n ∈ N. Em Zn = {0̄, 1̄, . . . , n − 1}, definimos ā +Zn b̄ = a +Z b e ā ·Zn b̄ = a ·Z b. Exercício 19 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 13 / 18 Definição 16 Dizemos que um anel A é comutativo quando satisfaz: A7 a · b = b · a, ∀a, b ∈ A. Exemplo 17 Os anéis Z e R são comutativos. Exemplo 18 Seja n ∈ N. Em Zn = {0̄, 1̄, . . . , n − 1}, definimos ā +Zn b̄ = a +Z b e ā ·Zn b̄ = a ·Z b. Exercício 19 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 13 / 18 Definição 16 Dizemos que um anel A é comutativo quando satisfaz: A7 a · b = b · a, ∀a, b ∈ A. Exemplo 17 Os anéis Z e R são comutativos. Exemplo 18 Seja n ∈ N. Em Zn = {0̄, 1̄, . . . , n − 1}, definimos ā +Zn b̄ = a +Z b e ā ·Zn b̄ = a ·Z b. Exercício 19 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 13 / 18 Definição 16 Dizemos que um anel A é comutativo quando satisfaz: A7 a · b = b · a, ∀a, b ∈ A. Exemplo 17 Os anéis Z e R são comutativos. Exemplo 18 Seja n ∈ N. Em Zn = {0̄, 1̄, . . . , n − 1}, definimos ā +Zn b̄ = a +Z b e ā ·Zn b̄ = a ·Z b. Exercício 19 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 13 / 18 Exercício 20 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Rascunho Precisamos verificar 7 propriedades. Vejamos, por exemplo, a propriedade A7. Se ā, b̄ ∈ Zn, então, pela definição, ā · b̄ = a · b. Agora, como Z é comutativo, então a · b = b · a. Assim, ā · b̄ = a · b = b · a = b̄ · ā. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 14 / 18 Exercício 20 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Rascunho Precisamos verificar 7 propriedades. Vejamos, por exemplo, a propriedade A7. Se ā, b̄ ∈ Zn, então, pela definição, ā · b̄ = a · b. Agora, como Z é comutativo, então a · b = b · a. Assim, ā · b̄ = a · b = b · a = b̄ · ā. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 14 / 18 Exercício 20 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Rascunho Precisamos verificar 7 propriedades. Vejamos, por exemplo, a propriedade A7. Se ā, b̄ ∈ Zn, então, pela definição, ā · b̄ = a · b. Agora, como Z é comutativo, então a · b = b · a. Assim, ā · b̄ = a · b = b · a = b̄ · ā. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 14 / 18 Exercício 20 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Rascunho Precisamos verificar 7 propriedades. Vejamos, por exemplo, a propriedade A7. Se ā, b̄ ∈ Zn, então, pela definição, ā · b̄ = a · b. Agora, como Z é comutativo, então a · b = b · a. Assim, ā · b̄ = a · b = b · a = b̄ · ā. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 14 / 18 Exercício 20 (�) Usando o fato de (Z, +, ·) ser um anel comutativo, prove que (Zn, +Zn , ·Zn) também é um anel comutativo. Rascunho Precisamos verificar 7 propriedades. Vejamos, por exemplo, a propriedade A7. Se ā, b̄ ∈ Zn, então, pela definição, ā · b̄ = a · b. Agora, como Z é comutativo, então a · b = b · a. Assim, ā · b̄ = a · b = b · a = b̄ · ā. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 14 / 18 Exemplo 21 O anel das matrizes M2(R) não é comutativo. Demonstração. Basta exibirmos a, b ∈ M2(R), tais que a · b ̸= b · a. Tome, por exemplo, a = [ 1 0 0 0 ] e b = [ 0 1 0 0 ] . Note que a · b = [ 0 1 0 0 ] ̸= [ 0 0 0 0 ] = b · a. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 15 / 18 Exemplo 21 O anel das matrizes M2(R) não é comutativo. Demonstração. Basta exibirmos a, b ∈ M2(R), tais que a · b ̸= b · a. Tome, por exemplo, a = [ 1 0 0 0 ] e b = [ 0 1 0 0 ] . Note que a · b = [ 0 1 0 0 ] ̸= [ 0 0 0 0 ] = b · a. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 15 / 18 Exemplo 21 O anel das matrizes M2(R) não é comutativo. Demonstração. Basta exibirmos a, b ∈ M2(R), tais que a · b ̸= b · a. Tome, por exemplo, a = [ 1 0 0 0 ] e b = [ 0 1 0 0 ] . Note que a · b = [ 0 1 0 0 ] ̸= [ 0 0 0 0 ] = b · a. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 15 / 18 Exemplo 21 O anel das matrizes M2(R) não é comutativo. Demonstração. Basta exibirmos a, b ∈ M2(R), tais que a · b ̸= b ·a. Tome, por exemplo, a = [ 1 0 0 0 ] e b = [ 0 1 0 0 ] . Note que a · b = [ 0 1 0 0 ] ̸= [ 0 0 0 0 ] = b · a. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 15 / 18 Definição 22 Um anel com identidade é um anel que satisfaz A8 existe 1 ∈ A, tal que 1 ̸= 0 e 1 · a = a · 1 = a, ∀a ∈ A. Exercício 23 (�) Seja A é um anel com identidade. Prove que existe apenas um elemento satisfazendo A8. Definição 24 Em um anel com identidade, o único elemento satisfazendo A8 é chamado de identidade de A e será representado por 1. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 16 / 18 Definição 22 Um anel com identidade é um anel que satisfaz A8 existe 1 ∈ A, tal que 1 ̸= 0 e 1 · a = a · 1 = a, ∀a ∈ A. Exercício 23 (�) Seja A é um anel com identidade. Prove que existe apenas um elemento satisfazendo A8. Definição 24 Em um anel com identidade, o único elemento satisfazendo A8 é chamado de identidade de A e será representado por 1. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 16 / 18 Definição 22 Um anel com identidade é um anel que satisfaz A8 existe 1 ∈ A, tal que 1 ̸= 0 e 1 · a = a · 1 = a, ∀a ∈ A. Exercício 23 (�) Seja A é um anel com identidade. Prove que existe apenas um elemento satisfazendo A8. Definição 24 Em um anel com identidade, o único elemento satisfazendo A8 é chamado de identidade de A e será representado por 1. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 16 / 18 Exemplo 25 Os anéis Z,R,Zn e M2(R) são todos com identidade. Note que (Prove! �) 1Zn = 1̄ e 1M2(R) = [ 1 0 0 1 ] . Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 17 / 18 Exercício 26 (�) estudar: notas de aula, seção 1.1; lista: exercícios 1.1 a 1.5; exercícios da aula. Cláudio Saccomori (DEMAT - UFRRJ) Anéis: definição e exemplos 20 de setembro de 2021 18 / 18
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