Форма́льный степенно́й ряд над кольцом A от коммутирующих переменных T1,…,Tn, алгебраическое выражение видаF=k=0∑∞Fk,где Fk – форма от T1,…,Tn с коэффициентами из A степени k. Минимальное значение k, для которого Fk=0, называется порядком ряда F, а форма Fk называется начальной формой ряда.
ЕслиF=k=0∑∞Fk и G=k=0∑∞Gk– два формальных степенных ряда, то, по определению,F+G=k=0∑∞(Fk+Gk)иF⋅G=n=0∑∞Hn,гдеHn=k=0∑nFkGn−k.Относительно этих операций множество A[[T1,…,Tn]] всех формальных степенных рядов образует кольцо.
Многочлен F=∑k=0nFk, где Fk – форма степени k, отождествляется с формальным степенным рядом C=∑k=0∞Ck, где Ck=Fk при k⩽n и Ck=0 при k>n. Это определяет вложение i кольца многочленов A[T1,…,Tn] в кольцо A[[T1,…,Tn]]. В кольце A[[T1,…,Tn]] определена топология, для которой идеалыIn={F∈A[[T1,…,Tn]]∣Fk=0 при k⩽n}образуют фундаментальную систему окрестностей нуля. Эта топология отделима, кольцо A[[T1,…,Tn]] полно относительно этой топологии, и образ вложения i всюду плотен в A[[T1,…,Tn]]. Относительно этой топологии формальный степенной ряд F является пределом своих частичных сумм ∑k=0nFk.
Пусть A – коммутативное кольцо с единицей. Тогда таково же и кольцо A[[T1,…,Tn]]. Если A – область целостности, то и A[[T1,…,Tn]] – область целостности. Формальный степенной ряд F обратим в кольце A[[T1,…,Tn]] тогда и только тогда, когда F0 обратим в A. Если A – нётерово, то и A[[T1,…,Tn]] также нётерово. Если A – локальное кольцо с максимальным идеалом m, то A[[T1,…,Tn]] – локальное кольцо с максимальным идеалом (m,T1,…,Tn).
Если локальное кольцо A отделимо и полно в m-адической топологии, то в кольце A[[T1,…,Tn]] справедлива подготовительная теорема Вейерштрасса. Пусть F – формальный степенной ряд такой, что для некоторого k форма Fk содержит член aTnk, где a∈/m, и пусть k – минимальный индекс с этим свойством. Тогда F=UP, где U – обратимый формальный степенной ряд и P – многочлен вида Tnk+ak−1Tnk−1+…+a0, где коэффициенты ai принадлежат максимальному идеалу кольца A[[T1,…,Tn−1]]. Элементы U и P однозначно определены рядом F.
Кольцо формального степенного ряда над полем или дискретно нормированным кольцом факториально.
Рассматриваются также кольца формального степенного ряда от некоммутирующих переменных.
Кузьмин Леонид Викторович. Первая публикация: Математическая энциклопедия под ред. И. М. Виноградова, 1985.