Kommutativer Ring/Ideale und Hauptideale/Einführung/Textabschnitt

Definition

Eine Teilmenge $𝔞$ eines kommutativen Ringes $R$ heißt Ideal, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

$0 \in 𝔞$ .
Für alle $a, b \in 𝔞$ ist auch $a + b \in 𝔞$ .
Für alle $a \in 𝔞$ und $r \in R$ ist auch $r a \in 𝔞$ .

Ein Ideal ist eine Untergruppe der additiven Gruppe von $R$ , die zusätzlich die dritte oben angeführte Eigenschaft erfüllt. Die einfachsten Ideale sind das Nullideal $0$ und das Einheitsideal $R$ .

Für den Ring der ganzen Zahlen $ℤ$ sind Untergruppen und Ideale identische Begriffe. Dies folgt einerseits aus der Gestalt $H = ℤ d$ für jede Untergruppe von $ℤ$ (die ihrerseits aus der Division mit Rest folgt), aber ebenso direkt aus der Tatsache, dass für $k \in H$ und beliebiges $r \in ℕ$ gilt $r k = k + k + \dots + k$ ( $r$ Summanden) und entsprechend für negatives $r$ . Die Skalarmultiplikation mit einem beliebigen Ringelement lässt sich also bei $ℤ$ auf die Addition zurückführen.

Definition

Ein Ideal $𝔞$ in einem kommutativen Ring $R$ der Form

𝔞 = (a) = R a = {r a : r \in R}

heißt Hauptideal.

Definition

Zu einer Familie von Elementen $a_{j} \in R$ , $j \in J$ , in einem kommutativen Ring $R$ bezeichnet $(a_{j} : j \in J)$ das von den $a_{j}$ erzeugte Ideal. Es besteht aus allen (endlichen) Linearkombinationen

\sum_{j \in J_{0}} r_{j} a_{j},

wobei $J_{0} \subseteq J$ eine endliche Teilmenge und $r_{j} \in R$ sind.

Es handelt sich dabei um das kleinste Ideal in $R$ , das alle $a_{j}$ , $j \in J$ , enthält. Dass ein solches Ideal existiert, ist auch deshalb klar, weil der Durchschnitt von einer beliebigen Familie von Idealen wieder ein Ideal ist. Ein Hauptideal ist demnach ein Ideal, das von einem Element erzeugt wird.