含幺环仅存平凡右理想时为除环的证明疑问
含幺环仅存平凡右理想时为除环的证明疑问
大家好,最近我在做I.N. Herstein的《Topics in Algebra》(第二版)第三章环论里的一道题(第139页),题目内容如下:
设$R$是含幺环,$R$不一定交换,且$R$仅有的右理想是$(0)$和$R$本身。证明$R$是除环。
我知道要证明这个结论,核心是要说明$R$的所有非零元素在乘法下构成群——也就是说,只需要证明每个非零元素都有乘法逆元。我目前的推导思路是这样的:
- 任取$a \neq 0 \in R$,考虑集合$aR = {ar \mid r \in R}$,这显然是$R$的一个右理想。
- 因为$a \neq 0$,所以$aR \neq (0)$,结合题目里“仅存平凡右理想”的条件,可得$aR = R$。
- 既然$aR = R$,而单位元$1 \in R$,所以必然存在某个$b \in R$,使得$ab = 1$。
到这里就卡住了!因为环不一定交换,$ab=1$只能说明$b$是$a$的右逆元,可我还需要证明$ba=1$,这样才能说明$b$是$a$的乘法逆元。这一步实在想不通,有没有朋友能给点思路呀?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Thomas Finley
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