Sia D un dominio di integrità. Sia a diverso da 0 un elemento di D e m un intero. Allora D è un dominio a caratteristica 0 se:
la relazione ma = 0 sussiste solo nel caso in cui m = 0.
Nota bene: se m è un intero e a è un
elemento di D, con la notazione ma si intende la somma a +
…+ a , m-volte.
L’anello degli interi è un dominio a caratteristica zero come pure l’anello degli interi pari e dei razionali.
Un dominio di integrità è a caratteristica finita se esiste un intero positivo m tale che:
dove se m è un intero e a è un elemento di D, con la notazione ma si intende la somma a + …+ a , m-volte.
Se D è a caratteristica finita si definisce la caratteristica di D come il più piccolo intero positivo p tale che:
dove se p è un intero e a è un elemento di D, con la notazione pa si intende la somma a + …+ a , p-volte.
OSSERVAZIONE:
Perché non definire la caratteristica anche per un anello arbitrario lasciando cadere l’ipotesi di dominio di integrità? Spieghiamolo tramite un esempio.
Sia A = { (a, b, c) / a
Z 2, b
Z 3, c
Z }, dove Z 2 è l’insieme degli interi mod 2, Z 3 l’insieme degli interi mod 3.
+ : (a1, b1, c1) + (a2, b2, c2) = (a1+ a2, b1+ b2, c1+ c2);
* : (a1, b1, c1)(a2, b2, c2) = (a1a2, b1b2, c1c2).
In questo modo A, con le operazioni sopra definite, forma un anello commutativo, ma non è un dominio di integrità,infatti:
(1, 2, 0)(0, 0, 7) = (0, 0, 0).
Vediamo quindi cosa succede in A:
· 2(1, 0, 0) = (1, 0, 0) + (1, 0, 0) = (0, 0, 0) poiché nella prima componente la somma si effettua in Z 2;
· 3(0, 1, 0) = (0, 0, 0) poiché nella seconda componente la somma si effettua in Z 3;
· per nessun intero positivo m si ha che: m(0, 0, 1) = (0, 0, 0).
In A la definizione di caratteristica data prima non ha senso.
Si può però dare per anelli arbitrari una definizione locale
di caratteristica, una definizione, cioè, che riguarda dati elementi e non
tutto l’anello.
DEFINIZIONE 8:
Un anello A ha torsione n, n > 0, se esiste un elemento a non nullo in A tale che: