全矩阵环

由矩阵构成的一类有零因子的非交换环
全矩阵环(英文:full matrix ring),[1]是一类有零因子的非交换环。其定义为:环R上一切n阶矩阵的集合对矩阵的加法和乘法构成的环,称为R上的全矩阵环,记为Rn或Mn(R)。[1]
1854年,英国数学家凯莱(A.Cayley)[7]在一篇关于(有限)抽象群的文章中给出(实数复数上)群代数的定义,注意到矩阵的代数运算的乘法一般是不可交换的,并在1858年发表的论文《矩阵论的研究报告》中,定义了矩阵的一系列基本概念。[3][8]环论源于19世纪关于实数域的扩张与分类,以及戴德金(J.W.Dedekind)、哈密顿(W.R.Hamilton)等人对超复数系的建立和研究。[9]随后,矩阵论与环论相结合,全矩阵环的概念被引入,构成了非交换环理论的实践基础。20世纪后,受到埃米·诺特(E.Noether)关于交换环升链工作的影响,阿廷(E.Artin)于1927年证明了阿廷环能分解为单环的直和,单环是可除环上的矩阵环,推广了韦德伯恩(J.H.M.Wedderburn)关于代数的结构定理,并将非交换环的理论推向成熟。[2][10]
全矩阵环的基[11]、理想(极大理想)、同构关系[12]具有一些特殊的性质,如若
为环
的一个理想,则
的理想。[13][14]关于域上恒等式和中心多项式的一些相关结论,对于无零因子环上全矩阵环,结论仍然成立。[5]全矩阵环的研究常和离散数学中的图论相结合,可得到有限域上全矩阵环的交换图、剩余类环上全矩阵环的拟零因子图等推广结论。[15][16]在现实世界中,全矩阵环上的矩阵乘法是施特拉森算法的计算基础,当矩阵阶数大时,该算法能有效减少计算的工作量。[4]

定义