Olkoon K jokin joukko, jossa on ainakin kaksi alkiota. Olkoon K:ssa
myös kaksi laskutoimitusta, jotka merkitään vaikkapa plus- ja kertomerkillä
(+ ja ·). Se tarkoittaa, että "+" määrää kutakin kahta
alkiota x ja y vastaamaan tietyn alkion, jota kutsutaan x:n ja y:n
summaksi sekä merkitään x+y:llä; samaten "·"
asettaa noita kahta alkiota vastaamaan jonkin alkion, jota kutsutaan x:n ja y:n
tuloksi sekä merkitään x·y:llä (taikka yksinkertaisesti
xy:llä).
Tämmöinen joukko K kaksine laskutoimituksineen on
kunta
(eesti korpus),
jos sillä on kaikki seuraavat ominaisuudet:
1. x+(y+z) = (x+y)+z aina
(+:n liitäntälaki)
2. K:ssa on olemassa erikoinen alkio 0 niin, että aina
0+x = x (aika erikoista!)
3. Kullakin alkiolla x on K:ssa oma “vasta-alkio”
x
siten, että x+x = 0
4. x+y = y+x aina (+:n vaihdantalaki)
5. x·(y+z) = x·y+x·z
aina (I osittelulaki)
(x+y)·z =
x·z+y·z aina (II osittelulaki, joka on
kunnassa kuitenkin tarpeeton 9-kohdan vuoksi)
6. x·(y·z) = (x·y)·z aina
(·:n liitäntälaki)
7. K:ssa on toinenkin erikoinen alkio 1 niin, että aina
1·x = x (ihmeellistä!)
8. Jokaisella alkiolla x paitsi 0:lla on K:ssa oma
“käänteisalkio” x1
siten, että x1·x = 1
9. x·y = y·x aina (·:n vaihdantalaki)
Vaikka nimitykset (yhteenlasku, kertolasku, summa, tulo) antavat mielikuvan, että kunnassa
pelataan luvuilla, niin näin ei välttämättä ole alkiot voivat olla
muitakin käsitteitä kuin lukuja. Nollalla merkityn alkion 0 ei senkään
tarvitse olla “oikea nolla”, vaan se on vain yhteenlaskussa vaikuttamaton alkio
(yhteenlaskun säkö); samaten on ykkösellä merkitty 1
vain kertolaskussa vaikuttamaton alkio (kertolaskun säkö).
Siitä ei kuitenkaan pääse mihinkään, että nuo yhdeksän
ominaisuutta ovat aivan niitä jotka tunnetusti on luvuilla. Tuntemamme tavalliset
luvut, vaikkapa kaikki lukusuoran reaaliluvut, muodostavat siis kunnan.
Etteivät kaikki kunnat koostu luvuista, nähdään seuraavasta esimerkistä.
Siinä ovat alkioina kaksi sanaa(!), parillinen ja pariton.
Alkiojoukko
K on siis kovin pieni: {parillinen, pariton}. Voidaanko sanoilla suorittaa
laskutoimituksia? Voidaan, jos sovitaan vaikkapa seuraavat laskutulokset:
parillinen+parillinen = parillinen,
parillinen·parillinen = parillinen
pariton+pariton = parillinen,
pariton·pariton = pariton
parillinen+pariton = pariton,
parillinen·pariton = parillinen
pariton+parillinen = pariton,
pariton·parillinen
= parillinen
Kaikki mahdolliset laskut saadaan suoritetuiksi, eivätkä tulokset tunnu ollenkaan
tyhmiltä! Huomataan erityisesti, että
parillinen+x = x olipa x kumpi hyvänsä
ja
pariton·x = x olipa x kumpi tahansa
Niinpä parillinen vastaa 2. kohdan “nolla-alkiota” 0 ja pariton 7. kohdan
“ykkösalkiota” 1. Jokaisen muunkin kohdan voimassaolo voidaan yksityiskohtaisesti
todentaa joukossa
K = {parillinen, pariton} = {0, 1},
joka siis on kunta. Tämä kunta onkin suppein mahdollinen. Se kuuluu
äärellisiin kuntiin eli GALOIS-kuntiin.
Huomaa muuten, että tässä kunnassa on 1+1 = 0; mitään kakkosta ei ole!
Rengas on sellainen kahdella laskutoimituksella (+ ja
·)
varustettu joukko K, jossa on ainakin yksi alkio ja joka täyttää yllä olevista
ominaisuudet 1 à 5 (siis viisi ensimmäistä).
Ks. myös
PRÜFERin renkaan määritelmää!