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PVS中环理论的形式化。同构定理,主理想,素理想和极大理想,中国剩余定理。 (英语) Zbl 1493.68389号

本文回顾了有关原型验证系统(PVS)中环形理论中一些基本结果的形式化的报告。
为了回顾这篇文章,让我们回顾一下,给定一个环(R\)和一个环同态(varphi\colon R\ to S\)到另一个环\(S\),第一个同构定理保证了同构的存在(varphi\cong R/\ker\varphi\);第二个定理为每个理想(I\子集R\)和每个子环(H\子结构R\)提供了同构(H/\bigl(H\cap I\bigr)\cong(H+I)/I\);和第三个同构定理对于每个包含\(I)的理想\(J\subseteq R\),生成一个同构\(R/J\cong(R/I)/(J/I)\)。从这三个定理的表述中可以清楚地看出,为了将它们的陈述和证明形式化,一些要素至关重要:
环同态的概念;
理想和子环的概念;
环(R)或理想(J)的陪集的概念,模给定的理想(I);
环(R)或理想(J)的商的概念,模为理想(I)。
除了在PVS中形式化这些概念外,作者还关注理想的一些重要属性(即理想的意义主要的,或首要的,或最大); 并且他们导出了第一同构定理的一个重要结果,通常被称为中国余数定理,指出对于交换环(R\)中的成对共模理想\(\{I_I \}_{1\leq I \ leq n})存在同构。可以放宽共极性假设以及交换性假设,从而得到较弱但有趣的结果:本文介绍了在这种更广泛的背景下的形式化,但我们满足于本报告中所述的版本。\[R/(I_1\cap\cdots\cap I_n)\cong R/I_1\times\cdots\times R/I_n。\]这些定理中的大多数可以在一些形式化系统中找到,但在某些情况下,只有部分可用。关于PVS系统本身,本文标志着这两个方面的进步戒指代数在作者的工作之前,理论只包含了部分结果和有限的定义,尤其是关于商的定义。
本文共分九节,第一节为导论。第2节收集了所有数学结果,而第3-7节总结了形式化工作本身的讨论;最后,第8节和第9节包含对相关工程和未来工程的描述。
文本清晰完整,为读者提供了对形式化工作的清晰透彻的描述,并详细强调了困难和相关选择。在大多数情况下,作者开发了一个相当完整的API,允许轻松地与形式化概念交互,但有三个显著贡献值得特别强调。首先,作者选择在群胚(通常被称为岩浆在数学文献中),简单地由赋予一个运算的集合组成。三个同构定理的表述可以扩展到这种情况,从而得到更灵活和更一般的结果,从而可以导出环的特殊情况。其次,重点讨论了特定的理想类(即主理想、素理想和最大理想),并考虑到它们在商方面的行为:(交换)环(R/I)是积分域当且仅当(I)是素理想,并且(R/I\)是域当且只当(I\)是最大的。最后,值得注意的是,第7节专门讨论了环(mathbb Z)的中国余数定理的显式应用,其中描述的结果可能具有独立的意义。
很明显,作者正在努力建立一个通用的体系,在这个体系中,他们考虑的概念可以进一步推广,这是为了将来的应用和形式化过程的整洁。在这个方向上,将商和同构定理推广到一般群胚或岩浆是一个重要的步骤,但评论家发现遗憾的是,关于任意等价关系的陪集的更灵活的概念没有实现;它不仅可以处理群和环理论,还可以处理代数结构领域之外的商(例如,允许定义商拓扑空间或商度量空间)。同样,发展主要理想域的一般理论可能早于特殊情况(R=mathbb Z\);作者确实在第9节中提到了这一点。

理学硕士:

68V20型 与定理证明者有关的数学形式化
03B35型 证明和逻辑操作的机械化
第13页99 交换环的计算方面和应用
16赫兹05 结合环的计算方面(一般理论)
20号02 具有单个二进制操作的集合(群oid)
68伏15 定理证明(自动和交互式定理证明、演绎、解析等)
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全文: 内政部

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