自然数から整数を作る、グロタンディーク

整数 - Wikipedia

  • 非可換幾何をやっていると、順序群を整数に対応付ける話が出てくる
  • その際、非負整数から整数を構成する、という話が出てくる
  • このようにして出来上がった、整数と非負整数のペアによって、整数全体の順序が定まるという話がある
  • そんな話が、Wikipedia

グロタンディーク群 - Wikipedia
では「グロタンディーク群(英: Grothendieck group)とは、可換なモノイドから最も普遍的な方法で構成されるアーベル群である」と書かれ、それが"自然数から整数を構成する標準的な方法"の一般化として説明されている

  • 冒頭のリンクのWikipedia記事「整数」の「厳密な構成」で説明されている通り、まず、非負整数(自然数)を用意する
  • これは、加法は閉じているが減法は閉じていない
  • 今、非負整数のペアを考え、(a,b) \sim (c,d)なる同値関係をa+d=b+cで定める
    • 例えば、a=1,b=2,c=2,d=3a+d=1+3=4,b+c=2+2=4なので、(a,b) \sim (c,d)となる
  • こうすると、非負整数の二次元空間のグリッド点(非負整数のペア(x1,x2))について、たとえば、(1,2)という格子点と(2,3)という格子点とを通る直線上の格子点が同一視される
  • y = x + kなる直線が同値類を表す
  • 各同値類の代表グリッド点を(m+1,1),(1,m+1)として取ると、(m+1,1)は正整数、(1,m+1)は負整数のように振る舞う