算术

shāng

商是把一个数除以另一个数所得到的结果。

Formula

\text{dividend} / \text{divisor} = \text{quotient}
Visualization

Definition

商是把一个数除以另一个数所得到的结果;$a$ 除以 $b$($b \neq 0$)的商为 $a / b$,对整数而言,商 $q$ 与余数 $r$ 满足 $a = bq + r$,且 $0 \le r < |b|$。在抽象代数中,商结构是通过用等价关系对一个集合进行划分而形成的:商环 $R/I$ 是用理想 $I$ 去"除"环 $R$ 而得到的,商群 $G/N$ 是用正规子群 $N$ 去"除"群 $G$ 而得到的,把数的除法推广到了整个结构层面。

Example

在 $20 / 5 = 4$ 中,商是 $4$。对于 $17 / 5$:整数商为 $3$(余数为 $2$),而实数商为 $3.4$,验证可知 $5 \times 3.4 = 17$;清楚需要哪一种商很重要,在编程中,整数除法与浮点数除法的行为并不相同。$\mathbb{Z}/5\mathbb{Z}$(模 $5$ 的整数)就是 $\mathbb{Z}$ 除以理想 $5\mathbb{Z}$ 所得的商环,其元素为等价类 $\{0,1,2,3,4\}$,运算按模 $5$ 进行。

Key Insight

商告诉你每一等份的大小,或者说除数能装入被除数多少次。商结构是代数中最强大的工具之一:它把一个复杂的结构通过等价关系"坍缩",从而显现出更简单的结构;伽罗瓦理论正是通过商群对域扩张进行分类,最终证明了哪些多项式方程可以用根式求解。