Xây dựng tập các số hữu tỉ từ tập số nguyên Số hữu tỉ

Trong toán học hiện đại, người ta xây dựng tập hợp các số hữu tỉ như trường các thương của Z {\displaystyle \mathbb {Z} } .

Xét tập tích Decaters:

Z × Z ∗ {\displaystyle \mathbb {Z} \times \mathbb {Z} ^{*}} = { ( a ; b ) | a ∈ Z , b ∈ Z ∗ } {\displaystyle \{(a;b)|a\in \mathbb {Z} ,b\in \mathbb {Z} ^{*}\}}

Trên đó xác định một quan hệ tương đương:

( a , b ) ∼ ( c , d ) ⇔ a d = b c {\displaystyle \left(a,b\right)\sim \left(c,d\right)\Leftrightarrow ad=bc}

lớp tương đương của cặp (a, b) được ký hiệu là a/b và gọi là thương của a cho b:

a / b = [ ( a , b ) ] ∼ {\displaystyle a/b={\left[(a,b)\right]}_{\sim }}

Tập các lớp này (tập thương) được gọi là tập các số hữu tỷ và ký hiệu là Q {\displaystyle \mathbb {Q} } .Trên tập Z × Z ∗ {\displaystyle \mathbb {Z} \times \mathbb {Z} ^{*}} định nghĩa các phép toán:

( a , b ) + ( c , d ) = ( a d + b c , b d ) {\displaystyle \left(a,b\right)+\left(c,d\right)=\left(ad+bc,bd\right)} ( a , b ) × ( c , d ) = ( a c , b d ) {\displaystyle \left(a,b\right)\times \left(c,d\right)=\left(ac,bd\right)}

Khi đó nếu ( a , b ) ∼ ( a ′ , b ′ ) {\displaystyle \left(a,b\right)\sim \left(a',b'\right)} và ( c , d ) ∼ ( c ′ , d ′ ) {\displaystyle \left(c,d\right)\sim \left(c',d'\right)}

thì ( a , b ) + ( c , d ) ∼ ( a ′ , b ′ ) + ( c ′ , d ′ ) {\displaystyle \left(a,b\right)+\left(c,d\right)\sim \left(a',b'\right)+\left(c',d'\right)} ;và ( a , b ) × ( c , d ) ∼ ( a ′ , b ′ ) × ( c ′ , d ′ ) {\displaystyle \left(a,b\right)\times \left(c,d\right)\sim \left(a',b'\right)\times \left(c',d'\right)} .

Do đó các phép toán trên có thể được chuyển sang thành các phép toán trên tập các lớp tương đương nói trên, nghĩa là tập Q {\displaystyle \mathbb {Q} } .

Để xem Z {\displaystyle \mathbb {Z} } là bộ phận của Q {\displaystyle \mathbb {Q} } ta nhúng Z {\displaystyle \mathbb {Z} } vào Q {\displaystyle \mathbb {Q} } nhờ đơn ánh cho mỗi số nguyên n ứng với lớp n/1 trong Q {\displaystyle \mathbb {Q} } .