Bizonyítás

A 14.12. Definícióban felsorolt gyűrűaxiómákat kell ellenőrizni. A \oplus művelet kommutativitása könnyedén adódik az R1R_1, R2R_2, ..., RnR_n gyűrűkön értelmezett összeadások ugyanezen tulajdonságából:

(a1;;an)(b1;;bn)==(a1+b1;;an+bn)==(b1+a1;;bn+an)==(b1;;bn)(a1;;an)\begin{aligned} (&a_1;\ldots;a_n)\oplus(b_1;\ldots;b_n)= \\ &= (a_1+b_1;\ldots;a_n+b_n)= \\ &=(b_1+a_1;\ldots;b_n+a_n)= \\ &= (b_1;\ldots;b_n) \oplus (a_1;\ldots;a_n) \end{aligned}

Hasonlóképpen adódik a \oplus művelet asszociativitása:

((a1;;an)(b1;;bn))(c1;;cn)==(a1+b1;;an+bn)(c1;;cn)==((a1+b1)+c1;;(an+bn)+cn)==(a1+(b1+c1);;an+(bn+cn))==(a1;;an)(b1+c1;;bn+cn)==(a1;;an)((b1;;bn)(c1;;cn))\begin{aligned}((&a_1;\ldots;a_n)\oplus(b_1;\ldots;b_n))\oplus(c_1;\ldots;c_n) =\\&= (a_1+b_1;\ldots;a_n+b_n)\oplus(c_1;\ldots;c_n) =\\&=((a_1+b_1)+c_1;\ldots;(a_n+b_n)+c_n) =\\&= (a_1+(b_1+c_1);\ldots;a_n+(b_n+c_n)) =\\&=(a_1;\ldots;a_n)\oplus(b_1+c_1;\ldots;b_n+c_n)=\\&=(a_1;\ldots;a_n)\oplus((b_1;\ldots;b_n)\oplus(c_1;\ldots;c_n))\end{aligned}

És a \odot művelet asszociativitása is:

((a1;;an)(b1;;bn))(c1;;cn)==(a1b1;;anbn)(c1;;cn)==((a1b1)c1;;(anbn)cn)==(a1(b1c1);;an(bncn))==(a1;;an)(b1c1;;bncn)==(a1;;an)((b1;;bn)(c1;;cn))\begin{aligned}((&a_1;\ldots;a_n)\odot(b_1;\ldots;b_n))\odot(c_1;\ldots;c_n) =\\&= (a_1\cdot b_1;\ldots;a_n\cdot b_n)\odot(c_1;\ldots;c_n) =\\&=((a_1\cdot b_1)\cdot c_1;\ldots;(a_n\cdot b_n)\cdot c_n) =\\&= (a_1\cdot (b_1\cdot c_1);\ldots;a_n\cdot (b_n\cdot c_n)) =\\&=(a_1;\ldots;a_n)\odot(b_1\cdot c_1;\ldots;b_n\cdot c_n)=\\&=(a_1;\ldots;a_n)\odot((b_1;\ldots;b_n)\odot(c_1;\ldots;c_n))\end{aligned}

Továbbá a két művelet közötti mindkét oldali disztributivitás is könnyen látszik. Nézzük először a baloldali disztributivitást, a jobboldali disztributivitás ugyanígy igazolható:

(a1;;an)((b1;;bn)(c1;;cn))==(a1;;an)(b1+c1;;bn+cn)==(a1(b1+c1);;an(bn+cn))==(a1b1+a1c1;;anbn+ancn)==(a1b1;;anbn)(a1c1;;ancn)==((a1;;an)(b1;;bn))((a1;;an)(c1;;cn))\begin{aligned}(&a_1;\ldots;a_n)\odot((b_1;\ldots;b_n)\oplus(c_1;\ldots;c_n))=\\&=(a_1;\ldots;a_n)\odot (b_1+c_1;\ldots;b_n+c_n)=\\&=(a_1\cdot(b_1+c_1);\ldots;a_n\cdot (b_n+c_n))=\\&=(a_1b_1+a_1c_1;\ldots;a_nb_n+a_nc_n)=\\&=(a_1b_1;\ldots;a_nb_n)\oplus (a_1c_1;\ldots;a_nc_n)=\\&=((a_1;\ldots;a_n)\odot (b_1;\ldots;b_n))\oplus ((a_1;\ldots;a_n)\odot (c_1;\ldots;c_n))\end{aligned}

Végül igazoljuk a nullelemre és az ellentettképzésre vonatkozó állításokat. Legyen (a1;;an)(a_1;\ldots;a_n) az R1××RnR_1\times \ldots \times R_n halmaz egy tetszőleges eleme. Ezt a (0R1;;0Rn)(0_{R_1};\ldots;0_{R_n}) elemmel összeadva az eredmény valóban nem változik, hiszen minden komponensben a megfelelő gyűrű nullelemével való összeadás fog szerepelni:

(a1;;an)(0R1;;0Rn)==(a1+0R1;;an+0Rn)==(a1;;an)\begin{aligned}(&a_1;\ldots;a_n)\oplus(0_{R_1};\ldots;0_{R_n})=\\&=(a_1+0_{R_1};\ldots;a_n+0_{R_n})=\\&=(a_1;\ldots;a_n)\end{aligned}

Ehhez hasonlóan az (a1;;an)(a_1;\ldots;a_n) elemet a (a1;;an)(-a_1;\ldots;-a_n) elemmel összeadva az eredmény valóban a (0R1;;0Rn)(0_{R_1};\ldots;0_{R_n}) elem lesz, hiszen minden komponensben az adott komponens és annak a megfelelő gyűrűben vett ellentettjének összege fog szerepelni:

(a1;;an)(a1;;an)==(a1a1;;anan)==(0R1;;0Rn)\begin{aligned}(&a_1;\ldots;a_n)\oplus(-a_1;\ldots;-a_n)=\\&=(a_1-a_1;\ldots;a_n-a_n)=\\&=(0_{R_1};\ldots;0_{R_n})\end{aligned}