Целое расширение кольца
Це́лое расшире́ние кольца́, расширение коммутативного кольца с единицей такое, что любой элемент является целым над , т. е. удовлетворяет некоторому уравнению видагде , называемому уравнением целой зависимости.
Элемент цел над тогда и только тогда, когда выполняется одно из двух эквивалентных условий: 1) является -модулем конечного типа; 2) существует точный -модуль, являющийся -модулем конечного типа. Целый элемент алгебраичен над . Если – поле, то верно и обратное утверждение. Элементы поля комплексных чисел , целые над кольцом , называются целыми алгебраическими числами. Если кольцо есть модуль конечного типа над , то любой элемент цел над (обратное может не быть верным).
Пусть кольцо коммутативно, и – элементы , целые над . Тогда и также целы над , и множество всех элементов из , целых над , образует подкольцо, называется целым замыканием в .
Все рассматриваемые далее кольца предполагаются коммутативными.
Если является целым над и – некоторая -алгебра, то цело над . Если – целое расширение кольца и – некоторое мультипликативное подмножество в , то кольцо является целым над . Область целостности называется целозамкнутой, если целое замыкание в своём поле частных совпадает с . Факториальное кольцо целозамкнуто. Кольцо целозамкнуто тогда и только тогда, когда для любого максимального идеала целозамкнуто локальное кольцо .
Пусть – целое расширение и – некоторый простой идеал кольца . Тогда и существует простой идеал кольца , лежащий над (т. е. такой, что ). Идеал максимален тогда и только тогда, когда максимален . Если – конечное расширение поля частных кольца и – целое замыкание в , то существует лишь конечное число простых идеалов кольца , лежащих над заданным простым идеалом кольца .
Пусть ; расширение – целое расширение тогда и только тогда, когда целыми являются оба расширения и .