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Binomiale Gleichungen/Exponentengleichungen/Textabschnitt

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Es seien Variablen und eine Familie von binomialen Gleichungen

zu gegeben. Zum Ideal

gehören neben anderen Polynomen auch noch viele weitere binomiale Polynome und im Restklassenring, also dem affinen Koordinatenring der durch die binomialen Gleichungen definierten affin-algebraischen Menge gelten noch weitere binomiale Identitäten. Wenn beispielsweise zur definierenden Familie gehört, so gilt auch

und wenn auch noch dazu gehört, so gilt im Restklassenring auch

Diese Gleichungen haben nichts mit dem gewählten Grundkörper oder Grundring zu tun, sie beruhen vielmehr auf Identitäten in den Exponententupeln . Die Gleichheit

die im Restklassenring gilt, kann man so verstehen, dass auf der Exponentenebene die Gleichung

gelten soll. Da die Gleichheit im Restklassenring auch die Gleichheit für alle Exponententupel erzwingt, sollte auf der Ebene der Exponenten die Gleichheit

gelten. Man beachte, dass man diese Gleichheit additiv schreiben muss, da eine Addition der Exponenten der Multiplikation der Monome entspricht. Wir fragen uns, was das richtige Konzept für eine Exponentenmenge ist, und wie man aus ihr bei gegebenem Grundring eine Algebra konstruieren kann, in der dann genau die durch die in der Exponentenmenge codierten Gleichungen für die Monome gelten.

Diese Fragestellung führt zu Monoidringen. Da auf der Algebraseite eine Restklassenbildung (modulo dem binomialen Ideal) vorliegt, kann man sich fragen, wie auf der Exponentenseite eine entsprechende Konstruktion aussehen muss. Zwar ist keine Gruppe, es ist aber dennoch einfach, ein passendes Konzept zu entwickeln.


Man sagt, dass eine Äquivalenzrelation auf einem kommutativen Monoid mit der Verknüpfung verträglich ist, wenn aus und stets für alle gilt.

Es lässt sich direkt zeigen, dass auf der Quotientenmenge zu einer mit der Verknüpfung verträglichen Äquivalenzrelation eine eindeutig bestimmte Monoidstruktur derart existiert, dass die kanonische Abbildung ein Monoidhomomorphismus ist, siehe Aufgabe.