代数学

単位元を持つ可換環の性質

単位元を持つ可換環において
(1)(1)=1
が成り立つことを示せ。

分配則から
(1+(1))(1)=1(1)+(1)(1)
が成り立つ。一方で、左辺は (1) が 1 の逆元であることから
(1+(1))(1)=0(1)=0
が得られる。
すなわち
0=1(1)+(1)(1)
が成り立つ。

ここで、加法に対する結合則から
((1)(1)+(1))+1=(1)(1)+((1)+1)=(1)(1)+0=(1)(1)
が成り立ち、一方で左辺は先に示した式より
((1)(1)+(1))+1=0+1=1
が示されるので、
(1)(1)=1
が示される。