¿Qué son las fracciones desde el punto de vista de las matemáticas abstractas?

Para cada dominio integral conmutativo, que es un sistema para sumar, restar y multiplicar, que disfruta de algunas de las reglas usuales de la aritmética, específicamente las propiedades conmutativas, asociativas y distributivas, y el hecho de que [matemáticas] xy \ not = 0 [/ math] cuando [math] x, y \ not = 0 [/ math], hay algo llamado campo de fracciones. Este es esencialmente el campo universal en el que puede encajar el dominio integral, lo que significa que todas las formas de colocar el dominio integral dentro de un campo más grande también son factores para recibir el campo de fracciones.

Sintéticamente, los elementos en este campo se ven como [math] \ frac {a} {b} [/ math], donde el numerador y el denominador son elementos en el dominio integral, y el denominador es distinto de cero. La suma, resta, multiplicación y división de estos se comportan exactamente como lo hacen para los números racionales. ¡Pero los elementos en el dominio integral pueden ser todo tipo de cosas! Por ejemplo, las funciones racionales son elementos en el campo de fracciones de un anillo polinomial. La operación de campo de fracciones también es un ejemplo de un adjunto izquierdo: cada mapa desde el campo de fracciones en un campo corresponde a un mapa único desde el dominio integral a ese campo. De esto, podemos deducir que el campo de fracciones de un producto tensor es el producto tensor de los componentes, por ejemplo.

Una fracción generalmente significa la razón de dos enteros. Cuando tomas la razón de números reales como [math] \ dfrac {e} {\ pi} [/ math] solo obtienes un nuevo número real y eso no es tan interesante. Pero la proporción de enteros le da algo más, a saber, el campo de los números racionales, generalmente denotado [math] \ mathbb Q [/ math].

Puede construir formalmente [math] \ mathbb Q [/ math] a partir del conjunto [math] {\ mathbb Z} \ times {\ mathbb Z} ^ * [/ math], donde [math] \ mathbb Z [/ math] son los enteros y [math] {\ mathbb Z} ^ * [/ math] los enteros distintos de cero definiendo una relación de equivalencia

[matemáticas] (a, b) \ thicksim (p, q) \ Leftrightarrow aq = bp [/ matemáticas]

Un número racional (fracción) [matemática] \ dfrac {p} {q} [/ matemática] es entonces la clase de equivalencia [matemática] [(p, q)] [/ matemática] bajo esta relación. Esta idea captura la sensación de que [math] \ dfrac12 = \ dfrac24 = \ dots [/ math].

La notación a / b denota la solución de la ecuación bx = a.
Si esta ecuación no tiene soluciones, o más de una solución, entonces a / b no está definido.

(para aquellos que conocen las matemáticas abstractas: esta definición se aplica a cualquier anillo conmutativo. En cualquier anillo conmutativo puede usar la notación a / b siempre que la ecuación b * x = a tenga precisamente una solución).