<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">apm</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Advances in Pure Mathematics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2160-0384</issn>
      <issn pub-type="ppub">2160-0368</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/apm.2025.1512043</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">apm-148424</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Arithmetic Differential Geometry over Mother Number Space</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Taniguchi</surname>
            <given-names>Tadashi</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Faculty of Education, Gunma University, Maebashi, Japan </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The author declares no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>23</day>
        <month>12</month>
        <year>2025</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>12</month>
        <year>2025</year>
      </pub-date>
      <volume>15</volume>
      <issue>12</issue>
      <fpage>775</fpage>
      <lpage>814</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>24</day>
          <month>10</month>
          <year>2025</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>26</day>
          <month>12</month>
          <year>2025</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>29</day>
          <month>12</month>
          <year>2025</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2025 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2025</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/apm.2025.1512043">https://doi.org/10.4236/apm.2025.1512043</self-uri>
      <abstract>
        <p>Using elementary Mother space of type <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>e</p>
        <p>M</p>
        <p>, we construct semiring <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>N</p>
        <p>, ring <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Z</p>
        <p>and field <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Q</p>
        <p>of extended numbers inculuding natural numbers <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>ℕ</p>
        <p>, rational integers <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>ℤ</p>
        <p>and rational numbers <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>ℚ</p>
        <p>. We see that <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>N</p>
        <p>and <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Z</p>
        <p>have a natural total order structure. They are also countable sets. It can be seen that the ring <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Z</p>
        <p>and the field <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Q</p>
        <p>are partially differentiable rings and fields. As an application, we construct a partially differentiable Riemann manifold over the Mother Pythagoras field <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>K</p>
        <p>. We also formulate the ABC type conjecture regarding <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>N</p>
        <p>, <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Z</p>
        <p>, <inline-formula><mml:math display="inline"></mml:math></inline-formula></p>
        <p>Q</p>
        <p>and their Mother algebraic extensions <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>L</p>
        <p>. And we introduce the Diophantine type equations related to the concept of this paper.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Monoid</kwd>
        <kwd>Mother Number</kwd>
        <kwd>Dark Number</kwd>
        <kwd>Partially Differentiable Manifold</kwd>
        <kwd>ABC Type Conjecture</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Just as the existence of unknown elementary particles is predicted in the world of elementary particles, there may also be unknown numbers in mathematics. The goal of this paper is to introduce and discuss unknown numbers. In this paper, this unknown number is called the <italic>dark numbers</italic>. Unknown numbers can be likened to dark matter in physics. The set of dark numbers and ordinary numbers is called the <italic>Mother numbers</italic>. The biggest feature is that a differential concept exists in the world of Mother numbers. That is, a Mother number can be differentiated by a dark number. Note that since ordinary numbers are included in the Mother number, a Mother number can not be differentiated by an ordinary number. Therefore, this differentiation is called a partial differentiation.</p>
      <p>We will explain the reason for introducing the concept of Mother numbers. Kurokawa is studying absolute mathematics in order to challenge the Riemann hypothesis [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. In particular, Kurokawa has studied the concept of absolute differentiation, which is differentiation by a prime element on a monoid [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. Kurokawa’s absolute differentiation satisfies the Leibniz rule but does not satisfy linearity. We would like to make Kurokawa’s absolute differentiation also satisfy linearity. By extending the concept of number to Mother numbers, we can make it satisfy linearity. This also extends the Kurokawa’s category of monoid to the category of commutative ring. </p>
      <p>The Mother number considered in this paper is a countable set, and therefore it is a discrete concept. Because of these properties, we want to develop continuous mathematics in discrete mathematics. This corresponds to turning classical physics into quantum physics. Let us explain the Mother number below.</p>
      <p>Gotyou has described the concept of elementary Mother space [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. Gotyou has explained that there are the following types of elementary Mother space: </p>
      <disp-formula id="FD1">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi>M</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>type</mml:mtext>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>M</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>type</mml:mtext>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mtext>log</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>M</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>type</mml:mtext>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this paper, we will limit our discussion to the elementary Mother space of type <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Let us explain about elementary Mother space of type <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The generating function of the sequence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ! </mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is </p>
      <disp-formula id="FD2">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>!</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>!</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>!</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We substitute a set <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> for variable <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> . We also replace sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> with direct sum <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∐ </mml:mo></mml:math></inline-formula> of sets, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with direct product of sets <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> M </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , divide it in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ! </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with the action of permutation group <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in direct product of set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> M </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence we have </p>
      <disp-formula id="FD3">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi>M</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>M</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>M</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>M</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>M</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this paper, this <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called <italic>elementary Mother space</italic>. </p>
      <p>We introduce the set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> different from the usual set of natural numbers <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . However, 1 is a common, ordinary 1. We will call <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:math></inline-formula> the set of <italic>dark natural numbers</italic>. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the monoid. Note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are monoid isomorphisms. </p>
      <p>The elementary Mother space of <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the following. </p>
      <disp-formula id="FD4">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For any unordered pair <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we define the element of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows. </p>
      <disp-formula id="FD5">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By defining the commutative product <inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> and the commutative sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> of the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it becomes a commutative semiring <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (cf. Section 3). </p>
      <p>We introduce the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> different from the usual set of rational integers without zero <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We will call <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> the set of <italic>dark rational integers</italic>. However, ±1 is a common, ordinary ±1. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the monoid. Note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are monoid isomorphisms. </p>
      <p>The elementary Mother space of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is the following. </p>
      <disp-formula id="FD6">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mover accent="true">
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              <mml:mo>^</mml:mo>
            </mml:mover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For any unordered pair <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we define the element of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows. </p>
      <disp-formula id="FD7">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By defining the commutative product <inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> , sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> and difference <inline-formula><mml:math><mml:mo> − </mml:mo></mml:math></inline-formula> of the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it becomes a commutative ring <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (cf. Section 3). </p>
      <p>Each piece <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is producing a new number <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Each piece of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is only a set with new elements <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , but the set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the entire union of each piece is commutative semiring and the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is commutative ring. </p>
      <p>Furthermore, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contains a natural total ordering structure <inline-formula><mml:math><mml:mo> ≤ </mml:mo></mml:math></inline-formula> . We write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which is a totally order semiring. And <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> contains a natural total ordering structure <inline-formula><mml:math><mml:mo> ≤ </mml:mo></mml:math></inline-formula> . We write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , which is a totally order ring (cf. Section 4 and 5). These are the new totally order semiring and totally order ring corresponding <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The reason for considering <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is as follows. The coefficient <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ! </mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> that appears </p>
      <p>in the expansion of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> corresponds to the fact that the permutation group <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is invariant with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This means that the resulting ring is commutative. In this paper, we will only discuss commutative rings. Furthermore, although the mother number can be defined without using the notation of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , using the notation of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> allows us to express various examples in a unified manner (cf. section 3). </p>
      <p>Using <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as an example, we will explain what kind of number Mother number is, </p>
      <disp-formula id="FD8">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mothernumber</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>ordinary number</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark number</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>According to this decomposition, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is </p>
      <disp-formula id="FD9">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>\</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                    <mml:mo>∪</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>{</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>}</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Ordinary numbers in the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are grouped as follows. </p>
      <disp-formula id="FD10">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>ordinary number</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>ordinary prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>ordinary composite number</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>and</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Dark numbers in the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are grouped as follows. </p>
      <disp-formula id="FD11">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark number</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark prime element</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark composite number</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Both dark prime and dark prime element are numbers that can not be factored into prime factors. </p>
      <p>For example, it is </p>
      <disp-formula id="FD12">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark number</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>6</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>6</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD13">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Primes in set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of Mother numbers are grouped as follows. </p>
      <disp-formula id="FD14">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>ordinary prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>dark prime element</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For example, it is </p>
      <disp-formula id="FD15">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>One of the advantages of introducing <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is that they have the following properties. </p>
      <p>There are monoid isomorphisms <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Kurokawa’s absolute differential exists for these four monoids. Absolute differentiation satisfies the Leibniz rule but does not satisfy the linearity. It is a nonlinear differential (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]). </p>
      <p>We want to linearly extend the nonlinear absolute differential on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For this purpose, linear differentiation can be defined by extending the concept of number to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The same goes for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (cf. Section 7). </p>
      <p>We put <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Furthermore, the quotient field of the commutative ring <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> is written as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>In this paper, we will consider the following expansion of numbers. </p>
      <disp-formula id="FD16">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⇝</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD17">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⇝</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD18">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℚ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>÷</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⇝</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>÷</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We examine various arithmetic, algebraic and geometric properties of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ÷ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We also discuss the algebraic extension of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> and the algebraically closed field <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Each section of this paper is organized as follows. </p>
      <p>Section 2 briefly reviews monoids and absolute algebras. Section 3 defines commutative semiring <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and commutative ring <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . And we will introduce various examples of elementary Mother spaces and elementary Mother number spaces. In Sections 4 and 5, we rewrite <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as isomorphic objects to improve the clarity of the discussion. We also define a total order structure into them. Section 6 describes the fundamental theorem of number theory and the division theorem in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In Section 7, we define the differential concept on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the Mother Pythagoras filed <inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> . There are two important concepts of differentiation. One is point differentiation and the other is functional differentiation. Sections 8, 9 and 10 are the applications in this paper. In Section 8, we define partially differentiable Riemann manifolds with metric topology on <inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> . In Section 9 and 10, we construct the ABC type conjectures about <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the Mother algebraic extensions of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> . We also introduce the Diophantine type equations related to the concept of this paper.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Monoids and Absolute Algebras</title>
      <p>We explain the monoids and the absolute algebras by Kurokawa (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]). </p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the set of all natural numbers and rational integers, respectively.</p>
      <p><bold>Definition 2.1</bold><bold>.</bold><italic>A</italic><italic>monoid</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>will be a semigroup with identity element</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> S </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>An</italic><italic>absolute algebra</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>will be a monoid with zero element</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mi> A </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD19">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mi>A</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Example 2.1</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the monoid</italic>.<italic>The corresponding absolute algebra is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Example 2.2</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the monoid</italic>.<italic>The corresponding absolute algebra is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Example 2.3</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the monoid</italic>.<italic>The corresponding absolute algebra is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Example 2.4</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the monoid</italic>.<italic>The corresponding absolute algebra is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>In general, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is considered (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]). </p>
      <p><bold>Example 2.5</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the monoid and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the absolute algebra</italic>. </p>
      <p>Kurokawa has defined the following interesting monoid. </p>
      <p><bold>Example 2.6</bold><bold>.</bold><italic>The</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>are ordinary primes</italic>.<italic>Then we define</italic></p>
      <disp-formula id="FD20">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>7</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>7</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Hence</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>becomes the monoid</italic>. </p>
      <p><bold>Example 2.7</bold><bold>.</bold><italic>The</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>are ordinary primes</italic>.<italic>Then we define</italic></p>
      <disp-formula id="FD21">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>7</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>7</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mo>±</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD22">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>7</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>7</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∪</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Hence</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>becomes the absolute algebra</italic>.</p>
      <p>Then the following important monoid isomorphic expression holds. </p>
      <disp-formula id="FD23">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>7</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD24">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>7</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>
        3. Mother Number Ring
        <inline-formula>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:msup>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
        and Mother Number Semiring
        <inline-formula>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              </mml:msup>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
      </title>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> V </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a vector space over a field <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a symmetric tensor algebra. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , defined below, is similar to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The difference is that <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> can be a general set. Also, products and sums are different. The product of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a tensor product, and the sum is a direct sum. </p>
      <p>Elementary Mother space is defined as follows [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. </p>
      <disp-formula id="FD25">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi>M</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>M</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>M</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>M</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>M</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>M</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>M</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>S</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>S</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>S</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the permutation group and we can set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∅ </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:munder><mml:munder><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ︸ </mml:mo></mml:munder><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> times </mml:mtext></mml:mrow></mml:munder><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>For example, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> means for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it is as follows. </p>
      <disp-formula id="FD26">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following example is from Nakajima [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. </p>
      <disp-formula id="FD27">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>S</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>S</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>S</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≃</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ℂ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Definition 3.1</bold><bold>.</bold><italic>We define the set</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>as the set of dark natural numbers and also define the set</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>as the set of dark rational integers</italic>. </p>
      <p>±1 <italic>are common to ordinary natural numbers and rational integers</italic>. </p>
      <p>For the product <inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> of elements of <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the monoid. </p>
      <p>For the product <inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> of elements of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the monoid. </p>
      <p>Below, we define two examples of the most basic <italic>elementary Mother number space</italic> in this paper. </p>
      <p>The elementary Mother number space of <inline-formula><mml:math><mml:mi> D </mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined as follows. </p>
      <disp-formula id="FD28">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For any unordered pair <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we define the element of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows. </p>
      <disp-formula id="FD29">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By defining the product and sum of the set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows, it becomes a commutative semiring <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD30">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD31">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The identity element for the product <inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The identity element for sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The elementary Mother number space of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is defined as follows. </p>
      <disp-formula id="FD32">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mover accent="true">
              <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              <mml:mo>^</mml:mo>
            </mml:mover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For any unordered pair <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we define the element of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows. </p>
      <disp-formula id="FD33">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By defining the product, sum and difference of the set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows, it becomes a commutative ring <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD34">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD35">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD36">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> k </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The identity element for the product <inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The identity element for sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>The inverse of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with respect to the sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Each piece <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is only a set with a new number <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , but the set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the entire union of each piece is a commutative semiring, and the set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a commutative ring. We also define as follows. </p>
      <disp-formula id="FD37">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>l</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and </p>
      <disp-formula id="FD38">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This generally turns out to be </p>
      <disp-formula id="FD39">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:munder>
                      <mml:munder>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="true">︸</mml:mo>
                      </mml:munder>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:munder>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:munder>
                      <mml:munder>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo stretchy="true">︸</mml:mo>
                      </mml:munder>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:munder>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>n</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Proposition 3.1</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a</italic><italic>subsemiring</italic><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a subring</italic>.</p>
      <p><bold>Proof.</bold> Let us consider that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a subset of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> . If it can be shown that it is a subset, it is trivial that it is subsemiring. For any <inline-formula><mml:math><mml:mi> l </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the special element <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be calculated and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mi> l </mml:mi></mml:math></inline-formula> is in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Therefore, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a subset of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> . The same applies to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>Below, we will discuss various examples of elementary Mother spaces other than those mentioned above. </p>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD40">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">A</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This is written as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> B </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> | </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD41">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">B</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This is written as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>As we will see in section 5, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are subrings of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The following eight examples are obtained by taking the mother number <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> M </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of a known monoid <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> for a known commutative ring or commutative semiring. </p>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD42">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following semiring isomorphism holds </p>
      <disp-formula id="FD43">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD44">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following ring isomrphism holds </p>
      <disp-formula id="FD45">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD46">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following ring isomorphism holds </p>
      <disp-formula id="FD47">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℚ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD48">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following ring isomorphism holds </p>
      <disp-formula id="FD49">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>4</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Examples of the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> show that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="double-struck"> F </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are hidden in the underground structure of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . This is an example of the importance of Kurokawa’s philosophy of absolute mathematics (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]). </p>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD50">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                  <mml:mo>∗</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                      <mml:mo>∗</mml:mo>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                  <mml:mo>∗</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≃</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                  <mml:mo>∗</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mo>≃</mml:mo>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following ring isomorphism holds </p>
      <disp-formula id="FD51">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                      <mml:mtext>*</mml:mtext>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD52">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≃</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mo>∅</mml:mo>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>∐</mml:mo>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>≃</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following semiring isomorphism holds </p>
      <disp-formula id="FD53">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us introduce yet another example.</p>
      <p>A polynomial ring with one variable or infinite variables can also be constructed as an elementary Mother space as shown below.</p>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of indefinite element <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> , it can be expressed as follows. </p>
      <disp-formula id="FD54">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following ring isomorphism holds </p>
      <disp-formula id="FD55">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">X</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> Y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> | </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with infinite number of indefinite elements <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the following ring isomorphism holds. </p>
      <disp-formula id="FD56">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">Y</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Furthermore, the elementary Mother spaces of groups <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℚ </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℂ </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with respect to the product are respectively <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℚ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℝ </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℂ </mml:mi></mml:math></inline-formula> which are fields. </p>
      <p>As we can see from these examples, it can be seen that the monoid before taking the elementary Mother space representation is an extremely basic object. By taking the elementary Mother space representation of the monoid, natural sums and differences can be added. In order to obtain a new number concept, we introduced new monoids <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Let us introduce another interesting example of elementary Mother space. </p>
      <p>For monoid <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> I </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a monoid ideal if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Monoid ideal <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> I </mml:mi><mml:mo> ⊊ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a monoid prime ideal if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Kurokawa thought of the following [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Spec </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a set of monoid prime ideals of monoid <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then the monoid prime ideals of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are </p>
      <disp-formula id="FD57">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>7</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mtext>etc</mml:mtext>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and we know that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> dim </mml:mi><mml:mtext> Spec </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Lemma 3.1</bold><bold>.</bold><italic>For the set</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 11 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of ordinary primes</italic>,<italic>elementary Mother space is</italic></p>
      <disp-formula id="FD58">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi>ℙ</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mo>∅</mml:mo>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>ℙ</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>ℙ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>ℙ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">S</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then we have </p>
      <disp-formula id="FD59">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Spec</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Proof.</bold> We identify the following. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℙ </mml:mi><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℙ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , in particular <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℙ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℙ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , in particular <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℙ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The same applies below. </p>
      <p>We define the sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> as follows. </p>
      <disp-formula id="FD60">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>∪</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>∪</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>q</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>∪</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>∪</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>q</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>q</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The identity element for the sum is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> ℙ </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext> Spec </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This is a Zariski topological monoid for the sum. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>On the other hand, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Spec </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is only a Zariski topological space and does not contain a monoid structure for the sum. </p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>
        4. Rewriting Equivalent to Mother Number Semiring
        <inline-formula>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
              </mml:msup>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
        and Total Order Structure
      </title>
      <p>In this section we will give an expression equivalent to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It turns out that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a polynomial semiring. However, it can be seen that total order structure is different. </p>
      <p><bold>Definition 4.1</bold></p>
      <disp-formula id="FD61">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℕ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:munder>
                  <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                    <mml:mo>∑</mml:mo>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>finite sum</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:munder>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>where</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>except for a finite number is zero</italic>.</p>
      <p>From now on, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mtext> finite sum </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> will be abbreviated as <inline-formula><mml:math><mml:mo> ∑ </mml:mo></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>For the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the product <inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> and the sum <inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula> are defined as follows. </p>
      <disp-formula id="FD62">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>×</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD63">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> becomes the commutative semiring. </p>
      <p>Note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be calculated and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an ordinary number. On the other hand, for example, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a single number and can not be calculated any further.</p>
      <p><bold>Lemma 4.1</bold><bold>.</bold><italic>The following semiring isomorphism holds</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD64">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Proof.</bold></p>
      <disp-formula id="FD65">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>Left side</mml:mtext>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mi>m</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mtext>Right side</mml:mtext>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> r </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> r </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> r </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are dark primes and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> j </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> j </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> j </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:math></inline-formula> is finite. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>We write this as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Integer partitions of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is as follows.</p>
      <disp-formula id="FD66">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD67">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD68">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD69">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD70">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>5</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD71">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mo>⋮</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the set in which all integer partitions of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are treated as different elements. Then, as shown above, it becomes commutative semiring due to the inclusion of natural products and sums. </p>
      <p>If we rewrite this using our symbols, then it becomes the following. </p>
      <disp-formula id="FD72">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD73">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD74">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD75">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD76">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mn>5</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD77">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mo>⋮</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The equivalence of (1), (2), (3) in the following Lemma 4.2 is a well-known fact (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]). </p>
      <p><bold>Lemma 4.2</bold><bold>.</bold><italic>The following four are equivalent as a set</italic>.</p>
      <p>(1) <italic>The partitions of positive integer</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>(2) <italic>Yang diagrams of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>(3) <italic>Type of conjugate class of symmetry group</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>(4) <italic>The piece</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> S </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>From Lemma 4.2, we can see that <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the set of all <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> in (1), (2) or (3). </p>
      <p>The set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has the following total order structure.</p>
      <disp-formula id="FD78">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>It can be seen that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is in the total order semiring. We write this as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>
        5. Rewriting Equivalent to Mother Number Ring
        <inline-formula>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:msup>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
        and Total Order Structure
      </title>
      <p>In this section we will give an expression equivalent to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It turns out that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a polynomial ring. However, it can be seen that total order structure is different. </p>
      <p>From now on, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mtext> finite sum </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> will be abbreviated as <inline-formula><mml:math><mml:mo> ∑ </mml:mo></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Definition 7.1</bold><bold>.</bold><italic>For the set</italic></p>
      <disp-formula id="FD79">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℕ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>we extend</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>to</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Therefore</italic>,<italic>it is defined as</italic></p>
      <disp-formula id="FD80">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>For the set</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the product</italic><inline-formula><mml:math><mml:mo> × </mml:mo></mml:math></inline-formula> ,<italic>the sum</italic><inline-formula><mml:math><mml:mo> + </mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>and the difference</italic><inline-formula><mml:math><mml:mo> − </mml:mo></mml:math></inline-formula><italic>are defined as follows</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD81">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>×</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD82">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD83">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>5</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⊖</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>b</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> becomes the commutative ring. </p>
      <p>Note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be calculated and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an ordinary number. On the other hand, for example, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a single number and can not be calculated any further, just like <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Lemma 5.1</bold><bold>.</bold><italic>The following ring isomorphism holds</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD84">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>e</mml:mi>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                    <mml:mo>^</mml:mo>
                  </mml:mover>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Proof.</bold> The proof is similar to Lemma 4.1. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>We write this as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>We define the map </p>
      <disp-formula id="FD85">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mi>ℕ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mi>n</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For example, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The map <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called the <italic>cardinal evaluation map</italic>.</p>
      <p>The set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has the following total order structure.</p>
      <p><bold>Definition 5.2</bold><bold>.</bold><italic>The total order structure of</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is defined as follows</italic>. </p>
      <p><italic>Assuming that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> B </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> j </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> j </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> o </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mi> o </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>are satisfied</italic>,<italic>the total order relation of</italic></p>
      <disp-formula id="FD86">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>B</mml:mi>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>D</mml:mi>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mi>o</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                      <mml:mi>o</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>is defined by the following procedure</italic>. </p>
      <p>(1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (left side) &lt; <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (right side). </p>
      <p>(2) If it satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (left side) = <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (right side) <inline-formula><mml:math><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:math></inline-formula> (I), then </p>
      <disp-formula id="FD87">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(3) If it satisfies (I) and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:math></inline-formula> (II), then </p>
      <disp-formula id="FD88">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(4) If it satisfies (I), (II) and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:math></inline-formula> (III), then </p>
      <disp-formula id="FD89">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mi>o</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                  <mml:mi>o</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hereafter repeat in the same way.</p>
      <p>The total order structure of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> mentioned earlier is included in Definition 5.2. </p>
      <p>The quotient feild <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> is also a totally ordered set, same as <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a totally ordered set.</p>
      <p><bold>Example 5.1</bold><bold>.</bold></p>
      <disp-formula id="FD90">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>9</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD91">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Lemma</bold><bold>5</bold><bold>.2</bold><bold>.</bold><italic>The ordinal number of</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> ω </mml:mi></mml:math></inline-formula> ,<italic>and the ordinal number of</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Proof.</bold> The sequence of numbers in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> is as follows. </p>
      <disp-formula id="FD92">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD93">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD94">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD95">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD96">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>5</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD97">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋯</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, the ordinal number of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ω </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It is trival that the ordinal number of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mi> ω </mml:mi></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>We write this as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Proposition 5.1</bold><bold>.</bold><italic>For</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the following isomorphism as a commutative ring holds</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD98">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Here</italic>,<italic>the element of</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a polynomial with respect to a finite number of variables among</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>but we can consider polynomials with as many variables as we like</italic>.</p>
      <p><bold>Proof.</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is subring. The element of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> are commutative with all elements of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>When we write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called an element of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> obtained by substituting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The substitution map </p>
      <disp-formula id="FD99">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>Φ</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is a surjective ring homomorphism, that is </p>
      <disp-formula id="FD100">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>Im</mml:mi>
            <mml:mi>Φ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the smallest subring of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> that includes the elements of <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and it can be written as follows. </p>
      <disp-formula id="FD101">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi>Z</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>⋯</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                              <mml:mn>3</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                    <mml:mo>∪</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>{</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>}</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD102">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>Ker</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>Φ</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>Z</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>Φ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>X</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>α</mml:mi>
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From the ring homomorphism theorem, we have </p>
      <disp-formula id="FD103">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mtext>Ker</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>Φ</mml:mi>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it becomes <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> i </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . It is clear that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> that satisfy <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> do not exist. Hence, we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Ker </mml:mtext><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> Φ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and </p>
      <disp-formula id="FD104">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD105">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mo>□</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For example, the following can be considered <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> etc.. This is collectively written as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Increasing the dark prime variable, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> etc. are also possible. These are all subrings of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proposition 5.2</bold><bold>.</bold><italic>The commutative ring</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and polynomial rings of infinite variables are not totally order isomorphic</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD106">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>lex</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:menclose notation="updiagonalstrike">
              <mml:mo>≃</mml:mo>
            </mml:menclose>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Proof.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext> lex </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is usually considered in lexicographical order. On the other hand, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ≤ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> enters the total order structure according to Definition 5.2. Therefore, the two are different. Let us give you a counterexample. We consider the following mapping. </p>
      <disp-formula id="FD107">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>X</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>Y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mi>Y</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>X</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>Y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mi>Y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>X</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>Y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Although it is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it becomes <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, <inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula> is not totally order isomorphic. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Fundamental Theorem of Number Theory and Division Theorem</title>
      <p>From now on, we will often write symbols that equate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>For example, we write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Lemma</bold><bold>6</bold><bold>.1</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>has an infinite number of dark prime elements</italic>. </p>
      <p><bold>Proof.</bold>The proof is trivial. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>The following analogy to the fundamental theorem of number theory holds. </p>
      <p><bold>Theorem</bold><bold>6</bold><bold>.1</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>can be factorized into prime factors</italic>, <italic>which</italic><italic>are</italic><italic>unique</italic>. </p>
      <p><bold>Proof.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an irreducible element, leave it as is. If <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> is not irreducible, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If we repeat the above, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Since <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> is also a prime element, <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> divides either <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Even if <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> divides <inline-formula><mml:math><mml:mi> d </mml:mi></mml:math></inline-formula> , generality is not lost. Since the prime element is an irreducible element, <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> d </mml:mi></mml:math></inline-formula> are irreducible elements, so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, dividing <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If we repeat this <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In other words, uniqueness is established. Therefore <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a unique factorization domain. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is also a unique factorization domain. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Definition 6.1</bold><bold>.</bold><italic>An integral domain</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is called a Euclidean domain if it satisfies the following conditions</italic>.<italic>There exists a mapping</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>for any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> R </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then there exists</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> R </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>that satisfies the following</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD108">
        <label>(6.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>or</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Examples: </p>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a Euclidean domain. </p>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with field <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> , if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> deg </mml:mi><mml:mi> f </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a Euclidean domain. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is not a principal ideal domain, so it is not a Euclidean domain. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are also not Euclidean domains. </p>
      <p><bold>Lemma 6.2</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is not a Euclidean domain</italic>. </p>
      <p><bold>Proof.</bold> There is an example in which mapping <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ↦ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> does not satisfy </p>
      <disp-formula id="FD109">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The counterexample is if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> then it can divide <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , but <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Example 6.1</bold><bold>.</bold><italic>The following example can be considered for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>(1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD110">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(2) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD111">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(3) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD112">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(4) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD113">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(5) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD114">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(6) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD115">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Although <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> is not a Euclidean domain, the following division theorem holds. </p>
      <p><bold>Theorem 6.2</bold><bold>.</bold><italic>For any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>there exist</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>that satisfy</italic></p>
      <disp-formula id="FD116">
        <label>(6.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>or</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>The uniqueness does not hold</italic>.<italic>The division theorem does not hold for</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Proof.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : We will show by induction on <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , regarding <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> less than <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> , we assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> exists that satisfies </p>
      <disp-formula id="FD117">
        <label>(6.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>q</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, by assumption (6.3), there exists <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If we rewrite this, then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence, if we set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (6.2) holds. </p>
      <disp-formula id="FD118">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>since <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , as shown above, there exist <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that </p>
      <disp-formula id="FD119">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>q</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>At this time, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then </p>
      <disp-formula id="FD120">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>q</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>q</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, it should be <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>We give a counterexample in which uniqueness does not hold. </p>
      <disp-formula id="FD121">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>5</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mfrac>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>5</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>5</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>As we can see from this counterexample, the division theorem does not hold for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> . To satisfy this theorem, we must use the difference <inline-formula><mml:math><mml:mo> − </mml:mo></mml:math></inline-formula> . But there is no difference <inline-formula><mml:math><mml:mo> − </mml:mo></mml:math></inline-formula> in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Lemma 6.3</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not Euclidean algorithm</italic>. </p>
      <p><bold>Proof.</bold> The definition of the Euclidean algorithm is that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> holds for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . When this is repeated, the remainder at the end becomes zero. However, this <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> does not become <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the end. </p>
      <p>For example, we consider the case when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD122">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD123">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD124">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>It stops here. If we calculate further than it becomes <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Remark 6.1</bold><bold>.</bold> (1) <italic>For any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is monic</italic>,<italic>then it</italic><italic>satisfy</italic></p>
      <disp-formula id="FD125">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>or</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>deg</mml:mi>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>deg</mml:mi>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>For any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∋ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>even if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> g </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is monic</italic>,<italic>then it does not satisfy</italic></p>
      <disp-formula id="FD126">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>or</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>ev</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>ev</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>g</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>For example</italic>,<italic>the first equation of Example</italic>6.1 <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a counterexample for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>(2)<italic>The essential difference between</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> q </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is that they are not totally order isomorphic according to Proposition</italic>5.2.<italic>The ordered structure of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> Y </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is lexicographical order</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>have an ordered</italic><italic>structure such as</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>In other words</italic>,<italic>the structure of division is different</italic>. <italic>Also</italic>, <italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the sum</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the difference</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the product</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and the</italic><italic>quotients</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> Y </mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mi> X </mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>can all be computed no further</italic>.<italic>On the other hand</italic>,<italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the sum</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the difference</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊖ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the product</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and the quotient</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>can all be calculated</italic>. </p>
      <p><italic>While</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> Y </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>are formal indeterminate elements without individuality</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>are dark primes with individuality</italic>.<italic>Therefore</italic>,<italic>these two essentially different</italic>. </p>
      <p>(3) <italic>For</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>are principal ideals</italic>. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>are prime ideals that are not principal ideals</italic>. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a maximal ideal</italic>.<italic>Therefore</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not</italic><italic>a principal ideal domain</italic>.<italic>This gives another proof of Lemma</italic>6.2.</p>
      <p><bold>Problem</bold><bold>.</bold></p>
      <p>Determine the structure of affine scheme <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext> Spec </mml:mtext><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> Spec </mml:mtext><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Derivation of Points and Derivation of Functions</title>
      <p>The following definition of a Pythagoras field is well known. </p>
      <p><bold>Definition 7.1</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a field</italic>.<italic>For any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the extension field</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is called Pythagoras extension of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> .<italic>When all Pythagoras extensions of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>coincide with</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is called a Pythagoras field</italic>.</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a Pythagoras field if the Pythagoras theorem always holds for any element in <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>We define the quotient field (localization) of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In general, a completeness uniquely exists in the metric space <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined by the Archimedean metric <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a completion of <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the set of Mother real number. </p>
      <disp-formula id="FD127">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℛ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mother algebraic numbers</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mother transcendental numbers</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>corresponds to </p>
      <disp-formula id="FD128">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>algebraic numbers</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>transcendental numbers</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This algebraic number and Mother algebraic number do not include <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We put </p>
      <disp-formula id="FD129">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mother algebraic numbers</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an example of a Mother Pythagoras field. From now on, we will focus on this <inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>The following Definition 7.2 is well known. We will omit the details (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]). </p>
      <p><bold>Definition 7.2</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a commutative ring</italic>. <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-algebra and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-module</italic>.<italic>Then the</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-derivation</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> D </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is a map</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and this derivation satisfies the following three conditions</italic>: </p>
      <p>(1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> D </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mi> D </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : Leibniz rule. </p>
      <p>(2) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> D </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> D </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : Linearity. </p>
      <p>(3) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:msub><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> A </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> R </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>We denote the set of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-derivation as</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> Der </mml:mtext></mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we write</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> Der </mml:mtext></mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The following is a well-known typical example.</p>
      <p><bold>Example 7.1</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> Der </mml:mtext></mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> Der </mml:mtext></mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>The property corresponding to</italic>(3)<italic>is</italic></p>
      <disp-formula id="FD130">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>R</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>In general</italic>,<italic>it is important that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is unrelated to the elements of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>First, we consider the case when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Definition 7.3</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>be a dark prime in</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>(I) <italic>We can define the set of derivation as</italic></p>
      <disp-formula id="FD131">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Der</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mo>⊕</mml:mo>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mtext>dark prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:munder>
                  <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                    <mml:mo>∑</mml:mo>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:munder>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:msup>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mo>∂</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:msup>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Note that since</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>except for a finite number of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>for each</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msub><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msup><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a finite sum</italic>. <inline-formula><mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula><italic>is the finite direct sum</italic>. </p>
      <p>(II) <italic>Furthermore</italic>,<italic>the dual space of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> Der </mml:mtext></mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is defined as follows</italic>: </p>
      <disp-formula id="FD132">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Der</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Hom</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>Der</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mn>3</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mn>5</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>and</italic></p>
      <disp-formula id="FD133">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Der</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mo>⊕</mml:mo>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mtext>dark prime</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:munder>
                  <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                    <mml:mo>∑</mml:mo>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:munder>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ω</mml:mi>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ω</mml:mi>
                  <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Combining Definition 7.2 and Definition 7.3, we can see the following. </p>
      <p>Differential with a dark prime <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined as follows. </p>
      <disp-formula id="FD134">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD135">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mo>∑</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> g </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have </p>
      <disp-formula id="FD136">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mi>g</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD137">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>g</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD138">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ℤ</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>These are indicating that the Leibniz rule is satisfied and that the operation is linear. This is the derivation of the elementary Mother number ring <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Remark 7.1</bold><bold>.</bold><italic>We will answer the question of whether</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>are sufficient without introducing dark numbers such as</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>For example</italic>,<italic>let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>which is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>be an ordinary number</italic>.<italic>Using linearity</italic>,<italic>the left side becomes</italic></p>
      <disp-formula id="FD139">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>On the other hand</italic>,<italic>the right side becomes</italic></p>
      <disp-formula id="FD140">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>4</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>4.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>So this is a contradiction</italic>. </p>
      <p><italic>The differential that satisfies only the Leibniz rule and does not require linearity is called Kurokawa</italic>’<italic>s absolute differential</italic> [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. <italic>It is known that with absolute differentiation</italic>,<italic>the elements of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>can be differentiated by ordinary primes</italic>. </p>
      <p>The following definition is the most general differentiation of points. </p>
      <p><bold>Definition 7.4</bold><bold>.</bold> Differentiation of points:<italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> ϖ </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a general point in</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD141">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Der</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mo>⊕</mml:mo>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ϖ</mml:mi>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mtext>general point</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mi>ϖ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>ϖ</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mo>\</mml:mo>
            <mml:mi>k</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>In particular</italic>,<italic>we add the following to the definition</italic>: </p>
      <p><italic>For</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϖ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we define</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for all</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>It satisfies Definition 7.2 (1) and (2), but it satisfies Definition 7.2 (3) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Example 7.2</bold><bold>.</bold><italic>For an element</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϖ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we calculate as follows. </p>
      <disp-formula id="FD142">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD143">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD144">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD145">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us explain the differentiation of <italic>composite points</italic>. </p>
      <p><bold>Definition 7.5</bold><bold>.</bold><italic>A composite of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ϱ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϖ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ϖ </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ϖ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ϱ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <italic>Then we have</italic></p>
      <disp-formula id="FD146">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ϖ</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ϖ</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>n</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Example 7.3</bold><bold>.</bold><italic>Two-variable composition of two variables</italic>:</p>
      <p><italic>For an element</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϱ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>in</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we calculate as follows</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD147">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD148">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD149">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD150">
        <mml:math>
          <mml:mo>⋅</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We can define the differential formula for the quotient element for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ϱ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϖ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD151">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mi>ϖ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>ϱ</mml:mi>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ϱ</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
                <mml:mi>ξ</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>ϱ</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>′</mml:mo>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>'</mml:mo>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mi>ϖ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Definition 7.6</bold><bold>.</bold> Differentiation of polynomial functions: </p>
      <p><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>be a polynomial ring with coefficients in the Mother Pythagoras field</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD152">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Der</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>n</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mo>\</mml:mo>
            <mml:mi>k</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>The elements</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo></mml:mo><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>are related to the elements of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> ,<italic>that is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then we define that</italic></p>
      <p><italic>if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not well-defined and if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is well-defined</italic>,<italic>that is</italic></p>
      <p><italic>if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is well-defined then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is well-defined</italic>.</p>
      <p>Although it does not satisfy Definition 7.2 (3), but it does satisfy Definition 7.2 (1) and (2). </p>
      <p><bold>Example 7.4</bold><bold>.</bold><italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we calculate as follows</italic>. </p>
      <p><italic>For</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic></p>
      <p><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>For</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>For</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>We derive the differentiation of function on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from Definition 7.6 and its derivatives and differential coefficients.</p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the Mother Pythagoras field and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a coordinate function. We denote all functions </p>
      <disp-formula id="FD153">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD154">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>K</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>K</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Definition 7.7</bold><bold>.</bold> Differentiation of functions: </p>
      <p><italic>For any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we define that</italic></p>
      <p><italic>if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not well-defined and if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is well-defined</italic>.<italic>We also define that</italic></p>
      <p>(1) <italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not equal to the coefficient</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>we define</italic></p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is derivative</italic>.</p>
      <p>(2) <italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not equal to the coefficient</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we define</italic></p>
      <disp-formula id="FD155">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is differential coefficient, <italic>where</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>In particular</italic>,<italic>when the function is continuous at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we define the following independently of point differentiation</italic>: </p>
      <disp-formula id="FD156">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(3) <italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is equal to the coefficient</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we define</italic></p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> α </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is differential coefficient.</p>
      <p>The differentiation can not be well-defined at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, we denote <italic>partially differentiable functional ring</italic> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (cf. Definition 8.2). </p>
      <p>Very important: </p>
      <p>Although we have defined two differentiations which are point differentiation (Definition 7.4) and function differentiation (Definition 7.7), the point differentiation takes precedence. In other words, function differentiation can be considered only after the point differentiation has been defined. </p>
      <p>For example, when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The differential coefficient at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> appears in two forms: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>By prioritizing the latter, we achieve internal consistency in the differential calculation. Furthermore, when dealing with discrete objects, point differentiation should be prioritized. See also <bold>Appendix B</bold>. </p>
      <p>Let us look at the following example.</p>
      <p><bold>Example 7.5</bold><bold>.</bold><italic>For a function</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>its derivative and differential coefficient are as follows</italic>. </p>
      <p>(1) When <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is derivative.</p>
      <p>(2) When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> α </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is differential coefficient.</p>
      <p><italic>In this case</italic>,<italic>we define that the following also holds</italic>: </p>
      <disp-formula id="FD157">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(3) When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is differential coefficient.</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not considered</italic>.<italic>Differentiation at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>uses point differentiation</italic>,<italic>that is</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is adopted</italic>. </p>
      <p><italic>Point differentiations take precedence over functional differentiations</italic>,<italic>so the following must be satisfied</italic>. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> not well<italic>-</italic>defined, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec8">
      <title>8. Partially Differentiable Riemann Manifold</title>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> be the Pythagoras field and the Mother Pythagoras field. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the Cartesian product of <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> elements of <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the Cartesian product of <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> elements of <inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are n-dimensional with respect to the Zariski topology. However, in this paper, we consider the metric topology. We define the metric as follows:</p>
      <disp-formula id="FD158">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>d</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>K</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mo>⊂</mml:mo>
            <mml:mi>ℛ</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD159">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>d</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>K</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>y</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a metric topological space. Continuous mappings and homeomorphisms for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be defined in the same way as in the classical case. Topology of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be understood as Hausdorff but non-connected. As a topological space, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has dimension zero. However, as a vector space, it has dimension <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Focusing on this, when defining the following manifold, we consider that the dimension of the tangent vector space = the number of linearly independent tangent vectors.</p>
      <p>The philosophy is to understand the manifold by understanding the tangent space.</p>
      <p>The important conclusion of this paper is that, as we will see in Definition 8.1 below, if the point differentiation of Definition 7.4 can be defined, then dimension arises even in non-connected topological spaces.</p>
      <p><bold>Definition 8.1</bold><bold>.</bold><italic>A metric topological space</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is called</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-dimensional partially differentiable manifold as</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>model</italic>(<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> )<italic>if it satisfies the following three conditions</italic>. </p>
      <p>(1) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the family of open subset on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD160">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>M</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munder>
                <mml:mo>∪</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi>Λ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(2) <italic>For any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the open set of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is homeomorphic</italic>,<italic>where</italic>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is the induced topology of the metric topology</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> ,<italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>has the inverse image topology</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>(3) <italic>For any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi></mml:msub><mml:menclose notation="updiagonalstrike"><mml:mo> = </mml:mo></mml:menclose><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the coordinate transformation</italic></p>
      <disp-formula id="FD161">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>β</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∘</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>α</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>β</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>is homeomorphic</italic>. </p>
      <p><italic>Moreover</italic>,<italic>when the number of definable linearly independent derivatives of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∘ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> β </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∘ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is called partially diffeomorphic</italic>.</p>
      <p>From now on, we will also write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Example 8.1</bold><bold>.</bold><italic>The sphere on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
      <disp-formula id="FD162">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>K</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>is</italic> 0 <italic>or</italic>1 <italic>or</italic> 2-<italic>dimensional partially differentiable manifold</italic>. </p>
      <p><bold>Proof.</bold></p>
      <disp-formula id="FD163">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>K</mml:mi>
                    <mml:mo>\</mml:mo>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>K</mml:mi>
                    <mml:mo>\</mml:mo>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>produces the decomposition </p>
      <disp-formula id="FD164">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∐</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD165">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>K</mml:mi>
                        <mml:mo>\</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD166">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>K</mml:mi>
                        <mml:mo>\</mml:mo>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD167">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>This <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> V </mml:mi></mml:math></inline-formula> are open sets. If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and </p>
      <disp-formula id="FD168">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>U</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD169">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ψ</mml:mi>
              <mml:mi>U</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD170">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>V</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD171">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ψ</mml:mi>
              <mml:mi>V</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD172">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>V</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∘</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>U</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:mi>V</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>s</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>V</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:mi>V</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is the partially diffeomorphic for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The same applies to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> U </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∘ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be defined, but <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> cannot. Therefore, the manifold is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , both <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> cannot be defined, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> V </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∘ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> U </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is not partially </p>
      <p>diffeomorphic. The manifold is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that while <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a two-point set but <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an infinite set of <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> points. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Definition 8.2</bold><bold>.</bold><italic>A function</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>on the</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-dimensional partially differentiable manifold</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>as</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>model is partially differentiable function as follows</italic>. </p>
      <p><italic>For any coordinate neighborhood</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD173">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>∘</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mo>′</mml:mo>
              </mml:msup>
              <mml:mi>α</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>is a partially differentiable function on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>where</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is the inverse mapping of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:msub><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>We write all of partially differentiable functions on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>as</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is called the partially differentiable functional ring on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -dimensional partial differential manifold of the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> model. </p>
      <p>We define <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -dimensional tangent space <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows:</p>
      <disp-formula id="FD174">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>T</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>M</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:munderover>
                  <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                    <mml:mo>∑</mml:mo>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:munderover>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>K</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mi>i</mml:mi>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:mi> V </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , if we put <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msubsup><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then we have </p>
      <disp-formula id="FD175">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mi>Y</mml:mi>
              <mml:mi>j</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the Jacobi matrix. </p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> 〈 </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> , </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> 〉 </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the positive inner product of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; </p>
      <disp-formula id="FD176">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>〈</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mi>i</mml:mi>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∂</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mi>j</mml:mi>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>〉</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Performing calculations exactly as in classical theory, we obtain </p>
      <disp-formula id="FD177">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a Riemann metric on a partially differentiable manifold <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> g </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are called partially Riemannian manifolds.</p>
      <p><bold>Example 8.2</bold><bold>.</bold><italic>From</italic> Example 8.1,<italic>let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then</italic>,<italic>let us set the following</italic>: </p>
      <disp-formula id="FD178">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>i</italic>.<italic>e</italic>.,<italic>when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we have</italic></p>
      <disp-formula id="FD179">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>α</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>α</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mi>α</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>4</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>The left-hand side represents the Riemannian metric on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>induced by</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>and the right-hand side represents the Riemannian metric on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>obtained by projecting</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>onto</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>by stereographic projection</italic>.</p>
      <disp-formula id="FD180">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>4</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>is Riemann metric on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we can see that</italic></p>
      <disp-formula id="FD181">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>g</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>4</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>is a Riemannian metric over</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><italic>In the classical circle</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD182">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>4</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mn>1</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>is a Riemannian metric</italic>.<italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>i</italic>.<italic>e</italic>.,<italic>on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>there is no Riemannian metric</italic>.</p>
      <p>We next define the affine algebraic variety (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]). For the following definition of affine algebraic variety, we use Definition 7.6 to define the derivation. </p>
      <p><bold>Definition 8.3</bold><bold>.</bold><italic>The algebraic set is defined by</italic></p>
      <disp-formula id="FD183">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>V</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>I</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>K</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>The coordinate ring is defined by</italic></p>
      <disp-formula id="FD184">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mi>I</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>where</italic></p>
      <disp-formula id="FD185">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>I</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>V</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>V</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Then the affine algebraic variety is defined by</italic></p>
      <disp-formula id="FD186">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>V</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mo>⋯</mml:mo>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>V</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Definition 8.4</bold><bold>.</bold><italic>For a subset</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <p><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is open set</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ⇔ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> U </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is algebraic set</italic>,</p>
      <p><italic>that</italic><italic>is</italic>,<italic>ideal</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> I </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>exists and satisfies the following</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> f </mml:mi><mml:mi> o </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>This is the Zariski topology of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> K </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Example 8.3</bold><bold>.</bold> (1) </p>
      <disp-formula id="FD187">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>V</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>X</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>Y</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>Y</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>This is the</italic> 0 <italic>or</italic>1-<italic>dimensional sphere</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> S </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). </p>
      <p>(2) </p>
      <disp-formula id="FD188">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>V</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>Y</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>K</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>X</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>Y</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>Y</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>X</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Assume that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is cubic or higher and does not have multiple solutions</italic>.<italic>They are the Mother elliptic curves and Mother hyperelliptic curves</italic>.<italic>It is an interesting problem to investigate these in detail</italic>.</p>
      <p><bold>Example 8.4</bold><bold>.</bold><italic>The differentiation follows</italic> Definition 7.6.<italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is well-defined</italic>,<italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is computable</italic>.<italic>For example</italic>,<italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the derivative of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>The differential coefficient at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>The differential coefficient at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
    </sec>
    <sec id="sec9">
      <title>9. ABC Type Conjectures and Diophantine Type Equations</title>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a prime element. Then we define</p>
      <disp-formula id="FD189">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munder>
                <mml:mo>∏</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mi>h</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The following results use references [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. First, we will describe the polynomial version of the ABC theorem by Stothers and Mason [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
      <p><bold>Theorem 9.1 (Stother-$Mason)</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a field</italic>.<italic>For any functions</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then</italic></p>
      <disp-formula id="FD190">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>X</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>implies</italic></p>
      <disp-formula id="FD191">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>deg</mml:mi>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>deg</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>deg</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>deg</mml:mi>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The proof uses the differentiation of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with respect to <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Theorem 9.2 (Mochizuki, ABC Theorem on</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula><bold>)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then</italic></p>
      <disp-formula id="FD192">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>implies for any</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> K </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ε </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>exist such that</italic></p>
      <disp-formula id="FD193">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ε</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ε</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This is the famous ABC conjecture of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Below, we will write the ABC conjectures for <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>From now on, we write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Conjecture 1 (ABC type Conjecture on</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula><bold>)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and not</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then</italic></p>
      <disp-formula id="FD194">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>implies </p>
      <disp-formula id="FD195">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Conjecture 2 (ABC type Conjecture on</bold><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula><bold>)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and not</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Furthermore</italic>,<italic>suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then</italic></p>
      <disp-formula id="FD196">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>implies</italic></p>
      <disp-formula id="FD197">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Remark 9.1</bold><bold>.</bold><italic>As mentioned in</italic><italic>Section</italic> 6,<italic>there are elements</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>or</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> c </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is maximum at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Because</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> ev </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> ev </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mtext> ev </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we see that</italic></p>
      <disp-formula id="FD198">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>n</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>n</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>×</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Therefore</italic>, <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>satisfies</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mtext> rad </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Since</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>is arbitrary</italic>,<italic>there are an infinite number of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Hence</italic>,<italic>in this case</italic>,<italic>the ABC type conjecture has no meaning</italic>.<italic>On the other hand</italic>,<italic>there is no problem when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>The usual ABC Theorem of</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>are essentially equivalent but ABC type conjecture of</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>are essentially</italic><italic>different for the reasons explained above</italic>.</p>
      <p>These conjectures may be possible to use differentiation, as in Theorem 9.1. Therefore, they are expected to be easier to prove than the usual ABC Theorem 9.2. Theorem 9.2 on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> does not have the concept of differentiation. This is one of the reasons why it is considered difficult. However, Conjecture 1 and Conjecture 2 on <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> have the concept of differentiation. In the case of original ABC theorem 9.2, it means that multiplication and addition are intertwined, but in Conjecture 1 and Conjecture 2, it is predicted that multiplication and addition are not very intertwined. </p>
      <p>The following also holds for Pythagorean triplets: </p>
      <p><bold>Lemma 9.1</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>For</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> c </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>there are an infinite number of Pythagorean</italic><italic>numbers</italic><italic>and it can be written as</italic></p>
      <disp-formula id="FD199">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>⊖</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>n</mml:mi>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>⊕</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>m</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Proof.</bold>The proof is exactly the same as the classical <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> case. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p>Furthermore, we would like to introduce Conjectures 3 to 7 below. Conjectures 3 to 7 are proved using Conjecture 1 and Conjecture 2, so this may not be meaningful, but what we want to say here is that they are much easier to prove than the classical case, which is proven using the original ABC theorem 9.2. Also, solving Conjecture 1 and Conjecture 2 will solve many problems for us, so we believe there is value in solving Conjecture 1 and Conjecture 2. </p>
      <p><bold>Conjecture 3 (Fermat-Catalan type Conjecture)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>and not</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>If</italic></p>
      <disp-formula id="FD200">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>then there</italic><italic>are</italic><italic>no pairs</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>that</italic><italic>satisf</italic><italic>y</italic></p>
      <disp-formula id="FD201">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Contrary to this result, classical theory suggests that a finite number of them exist. </p>
      <p><bold>Proof.</bold>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it is Fermat type conjecture. Using ABC type conjecture 1, we prove Fermat-Catalan type conjecture. We have </p>
      <disp-formula id="FD202">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From ABC conjecture 1, we see that </p>
      <disp-formula id="FD203">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, we have </p>
      <disp-formula id="FD204">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD205">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD206">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, this is a contradiction. Hence, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> does not exist. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Conjecture 4 (Darmon-Granville type Conjecture)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and not</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Furthermore</italic>,<italic>suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic></p>
      <disp-formula id="FD207">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>1.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Then there are a finite number of pairs</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>that satisfy</italic></p>
      <disp-formula id="FD208">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Classical theory also suggests that a finite number of them exist. </p>
      <p><bold>Proof.</bold>It can be assumed that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:msup><mml:mi> c </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Using ABC type conjecture 2, we see that </p>
      <disp-formula id="FD209">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD210">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>，</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>，</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>c</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD211">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                        <mml:mi>q</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>c</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD212">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> l </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> + </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> m </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> + </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> n </mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is bounded. Hence, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are a finite number. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Conjecture 5 (Tijdeman-Zagier type Conjecture)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>and not</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then there is no set</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>that satisfies</italic></p>
      <disp-formula id="FD213">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>k</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>n</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>3.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Classical theory also suggests that they do not exist.</p>
      <p><bold>Proof.</bold>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it is Fermat type conjecture. Since it is </p>
      <disp-formula id="FD214">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>11</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>12</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the condition of Fermat-Catalan type conjecture 3 is satisfied. Therefore, form Fermat-Catalan type conjecture 3, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> does not exist. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Conjecture 6 (Peyre type Conjecture)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and not</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <italic>Assume</italic><italic>that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then there are a finite number of pairs</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>that satisfy</italic></p>
      <disp-formula id="FD215">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Classical theory also suggests that a finite number of them exist.</p>
      <p><bold>Proof.</bold>Suppose that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Then we have </p>
      <disp-formula id="FD216">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>d</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>d</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>d</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From ABC type conjecture 1, we have </p>
      <disp-formula id="FD217">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>⋅</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>⋅</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mi>d</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mo>⋅</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and </p>
      <disp-formula id="FD218">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>d</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>q</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>d</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mi>d</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, we have </p>
      <disp-formula id="FD219">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By taking the product of these, we see that </p>
      <disp-formula id="FD220">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD221">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From </p>
      <disp-formula id="FD222">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>5</mml:mn>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the maximum value of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> m </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> + </mml:mo><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> n </mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so we have </p>
      <disp-formula id="FD223">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mn>6</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, we have </p>
      <disp-formula id="FD224">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>6</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mi>q</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>so </p>
      <disp-formula id="FD225">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>10</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mi>q</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, we see that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is finite. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
      <p><bold>Conjecture 7 (strong Hall type Conjecture)</bold><bold>.</bold><italic>Suppose that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> gcd </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and not</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>Then the following inequality is satisfied</italic></p>
      <disp-formula id="FD226">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In classical theory, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> max </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> rad </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> ϵ </mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> is constant, is satisfied. </p>
      <p><bold>Proof.</bold>Hall-Lang-Waldschmidt-Szpiro conjecture is that </p>
      <p><italic>if</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>then</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mtext> rad </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mtext> rad </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>We will first show this using the ABC type conjecture 1. Then we have </p>
      <disp-formula id="FD227">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⋅</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>⋅</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and </p>
      <disp-formula id="FD228">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Using </p>
      <disp-formula id="FD229">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>we have </p>
      <disp-formula id="FD230">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD231">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD232">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD233">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>m</mml:mi>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>When <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have </p>
      <disp-formula id="FD234">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD235">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, we have </p>
      <disp-formula id="FD236">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mtext>rad</mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD237">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mo>□</mml:mo>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Corollary 9.1</bold><bold>.</bold><italic>There is no solution</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>to Thue equation</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>Pell equation</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> q </mml:mi><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and Catalan equation</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Proof.</bold>The left side of this three equations is a dark composite number and the right side is 1. It is clear that calculating the left side does not result in 1. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> □ </mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
    </sec>
    <sec id="sec10">
      <title>10. ABC Type Conjecture for Mother Algebraic Number Fields</title>
      <p>A finite extension field of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called a Mother algebraic number field and is denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Next, we will formulate the ABC type conjecture for Mother algebraic number fields <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> . At that time, new integral domains and fields will naturally appear, as described below. </p>
      <disp-formula id="FD238">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="double-struck">F</mml:mi>
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mo>≃</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ℤ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ℤ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is a well-known fact. In our case, such a relationship does not hold. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℱ </mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is not a finite field, but an infinite set and an integral domain. </p>
      <disp-formula id="FD239">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>∉</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and </p>
      <disp-formula id="FD240">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>∉</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>are local rings, and the only maximal ideals are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , respectively. Then the following holds. </p>
      <disp-formula id="FD241">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ℱ</mml:mi>
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>integral domain</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:menclose notation="updiagonalstrike">
              <mml:mo>≃</mml:mo>
            </mml:menclose>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mi>p</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>field</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD242">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ℱ</mml:mi>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>integral domain</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:menclose notation="updiagonalstrike">
              <mml:mo>≃</mml:mo>
            </mml:menclose>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>field</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The quotient field of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℱ </mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined by </p>
      <disp-formula id="FD243">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>\</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>{</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>}</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ℱ</mml:mi>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then it can be seen that </p>
      <disp-formula id="FD244">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⊊</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>/</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:msub>
              <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The new rings and fields appear as shown above.</p>
      <p><bold>Definition 10.1</bold><bold>.</bold> (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]) <italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a</italic><italic>Mother</italic><italic>algebraic number field and</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a prime element</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD245">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ν</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mi>L</mml:mi>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            <mml:mo>∪</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mi>∞</mml:mi>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(1) </p>
      <disp-formula id="FD246">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>α</mml:mi>
                <mml:mi>β</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(2) </p>
      <disp-formula id="FD247">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>α</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>β</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mi>min</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ν</mml:mi>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ν</mml:mi>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called <italic>additive valuation</italic>. Sometimes it is written as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext> ord </mml:mtext></mml:mrow><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Definition 10.2</bold><bold>.</bold> (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]) <italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a</italic><italic>Mother</italic><italic>algebraic number field</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD248">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mo>×</mml:mo>
            </mml:msup>
            <mml:mo>∋</mml:mo>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>v</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(1) </p>
      <disp-formula id="FD249">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(2) </p>
      <disp-formula id="FD250">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>α</mml:mi>
                <mml:mi>β</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>β</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(3) </p>
      <disp-formula id="FD251">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>α</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>β</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>α</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>β</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This <inline-formula><mml:math><mml:mi> v </mml:mi></mml:math></inline-formula> is called <italic>non-Archimedean normal valuation</italic>. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> β </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a distance. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a valuation ring. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a maximal ideal of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a local domain and principal ideal domain with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as the maximal ideal. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is residue field. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a quotient field of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an integral domain, so <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a field, which is a quotient field of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a discrete valuation ring. Maximal ideal <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a principal ideal <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> π </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . A fractional ideal of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> e </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> e </mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In particular, any nonzero element <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the field <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> is written as </p>
      <disp-formula id="FD252">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>π</mml:mi>
              <mml:mi>e</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where, <inline-formula><mml:math><mml:mi> u </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a unit of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The way <inline-formula><mml:math><mml:mi> π </mml:mi></mml:math></inline-formula> is taken is not unique. However, <inline-formula><mml:math><mml:mi> e </mml:mi></mml:math></inline-formula> is unique regardless of how <inline-formula><mml:math><mml:mi> π </mml:mi></mml:math></inline-formula> is taken.</p>
      <p><bold>Example 10.1</bold><bold>.</bold><italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a prime element of</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>If</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mfrac><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then we have</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mfrac><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>In this case</italic>,<italic>it becomes as follows</italic>. </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> a </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , A residue field <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> / </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> / </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The quotient field of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>We summarize as follows</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD253">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>L</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>A</mml:mi>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">m</mml:mi>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:msub>
                  <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We extend the above example to the finite extension field <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD254">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>L</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>O</mml:mi>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>O</mml:mi>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                    <mml:mo>^</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a Mother algebraic number field. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the integer ring of <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a prime ideal of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is integral domain. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℱ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a quotient field of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a prime ideal of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Example 10.2</bold><bold>.</bold><italic>When</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we have the following</italic>. </p>
      <disp-formula id="FD255">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:msub>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>/</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                    <mml:mo>^</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:msub>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>\</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>{</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>}</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD256">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi mathvariant="script">Q</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mover>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                    </mml:mover>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                              <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:msub>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>[</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msqrt>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>−</mml:mo>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:msqrt>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>]</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>\</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>{</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>}</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mi>p</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us consider the case where <inline-formula><mml:math><mml:mi> v </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a <italic>finite place</italic>, which is equivalence class of non-archimedean valuation. In this case, the place <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is as follows.</p>
      <disp-formula id="FD257">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
            <mml:mo>∩</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>⇝</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD258">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>π</mml:mi>
              <mml:mi>e</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>O</mml:mi>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>α</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD259">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>field</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>of</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>O</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>field</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>of</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We define <inline-formula><mml:math><mml:mi> e </mml:mi></mml:math></inline-formula> as <italic>ramification index</italic> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula> as <italic>residue degree</italic>. We also define the <italic>norm</italic> as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> f </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <disp-formula id="FD260">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
              <mml:mi>e</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>|</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>π</mml:mi>
              <mml:mi>e</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>|</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>p</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> f </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>normal valuation</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi mathvariant="fraktur"> B </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is </p>
      <disp-formula id="FD261">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi mathvariant="fraktur">B</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>e</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>p</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>f</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>f</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Example 10.3</bold><bold>.</bold><italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>we will consider when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="fraktur"> p </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>Then residue degree</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is</italic></p>
      <disp-formula id="FD262">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>field</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>of</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>O</mml:mi>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>:</mml:mo>
                <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>field</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>of</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="fraktur">p</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD263">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>[</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msqrt>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                          <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>[</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msqrt>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2.</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is not like</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>so</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Since the maximal ideal <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the local ring <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a principal ideal, we write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="fraktur"> m </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> π </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>In particular, for the field <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> and for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is </p>
      <disp-formula id="FD264">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>α</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>π</mml:mi>
              <mml:mi>e</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mi> u </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a unit of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> A </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This <inline-formula><mml:math><mml:mi> π </mml:mi></mml:math></inline-formula> depends on the valuation <inline-formula><mml:math><mml:mi> v </mml:mi></mml:math></inline-formula> , so it is written as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called a <italic>local parameter</italic>. </p>
      <p>For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we make it correspond as follows. </p>
      <disp-formula id="FD265">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>ℙ</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mo>∪</mml:mo>
            <mml:mi>V</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>V</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then </p>
      <disp-formula id="FD266">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>h</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">V</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>log</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>log</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">V</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>log</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>log</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is called the <italic>heights</italic><italic>on</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℙ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . And we write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> V </mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> V </mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where, the elements of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> V </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called a <italic>place</italic>, the elements of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> V </mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called a <italic>non Archimedean place</italic>, the elements of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> V </mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called an <italic>Archimedean place</italic>. Note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> log </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> log </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Based on what has been said above, we can predict that the following conjecture holds (cf. [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]).</p>
      <p><bold>Conjecture 8</bold><bold>.</bold><italic>Let</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>be a finite extension and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>be a fixed Mother algebraic field</italic>.<italic>The following inequality always</italic><italic>hold</italic><italic>for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> \ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <disp-formula id="FD267">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>h</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>cond</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>cond</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>cond</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>where</italic></p>
      <disp-formula id="FD268">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>cond</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>π</mml:mi>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>v</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD269">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>cond</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>π</mml:mi>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>v</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD270">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>cond</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>π</mml:mi>
                          <mml:mi>v</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>v</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In particular, when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we may replace <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> log </mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> log </mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Example 10.4</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>We consider when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>does not exist</italic>.<italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> .<italic>When</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ν </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>Regarding</italic><inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD271">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∩</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mstyle>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>f</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD272">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
                <mml:mo>
                </mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2.</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD273">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>e</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>f</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>⇝</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Regarding</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi></mml:mfrac><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD274">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>8</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∩</mml:mo>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>8</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD275">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>f</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi mathvariant="script">Z</mml:mi>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>[</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>]</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:mtext>quotient</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>field</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>of</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mo>:</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>ℱ</mml:mi>
                        <mml:mo>^</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2.</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD276">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>8</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>e</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>e</mml:mi>
                <mml:mi>f</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>⇝</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>On the other hand</italic>,<italic>the following holds for</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <disp-formula id="FD277">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>v</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                            <mml:mo>⊕</mml:mo>
                            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                              <mml:mn>8</mml:mn>
                            </mml:mstyle>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>⊕</mml:mo>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mn>8</mml:mn>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD278">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>h</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>max</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>log</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>⊕</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mn>8</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Hence</italic>,<italic>we have</italic></p>
      <disp-formula id="FD279">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>6</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>8</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Note that when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>in the case of ordinary numbers is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 9 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD280">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mn>3</mml:mn>
              <mml:mn>8</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mn>3</mml:mn>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>In this case</italic>,<italic>the inequality sign is reversed</italic>.</p>
      <p><bold>Example 10.5</bold><bold>.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Q </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> L </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi mathvariant="script"> Z </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><italic>If we consider when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ⊕ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>then we have the following from the same calculation as the previous example</italic></p>
      <disp-formula id="FD281">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>⊕</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Note that when</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>in the case of ordinary numbers is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD282">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mn>5</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mn>3</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>log</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mn>5</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>In this case</italic>,<italic>the inequality sign is not reversed</italic>.</p>
    </sec>
    <sec id="sec11">
      <title>Acknowledgements</title>
      <p>I would like to thank Professor Oliver Lorscheid for his suggestions on this study. I would especially like to thank Shinichi Kakuta for his advice and encouragement during the course of this study.</p>
    </sec>
    <sec id="sec12">
      <title>Appendix</title>
      <sec id="sec12dot1">
        <title>
          Appendix A. Blueprint and Monoid
          <inline-formula>
            <mml:math display="inline">
              <mml:mi>ℤ</mml:mi>
            </mml:math>
          </inline-formula>
          -Module
        </title>
        <p>Below, we can see that the semiring <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the ring <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are examples of blueprints by Lorscheid [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>].</p>
        <p><bold>Definition</bold><bold>A</bold><bold>.1</bold>[<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]</p>
        <p><italic>A blueprint</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is a monoid</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>with zero together with a</italic><italic>preaddition</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:math></inline-formula> ,<italic>i</italic>.<italic>e</italic>. <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>is an equivalence relation on the semiring</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> | </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>of finite formal sums of elements of</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>that satisfies the following axioms</italic>,<italic>where we write</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>whenever</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : </p>
        <p>(i) The relation <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is additive and multiplicative, <italic>i</italic>.<italic>e</italic>. if <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> c </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then </p>
        <disp-formula id="FD283">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>≡</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>l</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                    <mml:mi>l</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>(ii) The absorbing element 0 of <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> is in relation with the zero of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>i</italic>.<italic>e</italic>. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≡ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (empty sum). </p>
        <p>(iii) If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as elements in <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
        <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are monoids. We put <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> | </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> | </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
        <p>Equivalence relations are <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> whenever <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℛ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> whenever <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , respectively. </p>
        <p>Then </p>
        <disp-formula id="FD284">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>ℛ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>are the blueprints, respectively. </p>
        <p>Given a blueprint <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we can construct the ring <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> I </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> in </mml:mtext><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the ideal. Then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> I </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> | </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the commutative ring. Hence, we know that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> , </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> ℛ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
        <p>Next, we define a monoid module. </p>
        <p>Using <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we consider new sets </p>
        <disp-formula id="FD285">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ℕ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:munder>
                    <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mo>:</mml:mo>
                      <mml:mtext>finite</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:munder>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                  <mml:mo>∪</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>{</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>}</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>∪</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>{</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>}</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and </p>
        <disp-formula id="FD286">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ℤ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:munder>
                    <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mo>:</mml:mo>
                      <mml:mtext>finite</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:munder>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>∪</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>{</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>}</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>By defining the sum, product and difference of the set <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) as follows, it becomes a commutative ring (semiring) <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). </p>
        <disp-formula id="FD287">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:munder>
                    <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:munder>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:munder>
                    <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:munder>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD288">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:munder>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:munder>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:munder>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>⊕</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD289">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:munder>
                        <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                          <mml:mo>∑</mml:mo>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:munder>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:munder>
                        <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                          <mml:mo>∑</mml:mo>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:munder>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:munder>
                    <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:munder>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>⊖</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:msub>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msub><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msub><mml:mo> ∑ </mml:mo><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> n </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). </p>
        <p>For any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), the scalar multiple is defined by </p>
        <disp-formula id="FD290">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:munder>
                    <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                      <mml:mo>∑</mml:mo>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:munder>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:munder>
                <mml:mstyle mathsize="140%" displaystyle="true">
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mi>i</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Hence <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the monoid <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℤ </mml:mi></mml:math></inline-formula> -module (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the monoid <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> -module). </p>
        <p><bold>Lemma A.1</bold><bold>.</bold><italic>For</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℤ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi mathvariant="double-struck"> D </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≃ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> × </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> + </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the following ring isomorphism holds</italic></p>
        <disp-formula id="FD291">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mover accent="true">
                      <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                      <mml:mo>^</mml:mo>
                    </mml:mover>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≃</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                    <mml:mo>^</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>ℛ</mml:mi>
                    <mml:mo>^</mml:mo>
                  </mml:mover>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≃</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>and the following semiring isomorphism holds</italic></p>
        <disp-formula id="FD292">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≃</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>ℛ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>≃</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi mathvariant="double-struck">D</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </sec>
      <sec id="sec12dot2">
        <title>Appendix B. Further Considerations on Differentiation</title>
        <p>We will consider the differentiation of the following three cases.</p>
        <p>(I) Case with continuous but sharp points. </p>
        <p>(II) Case with discontinuous points. </p>
        <p>(III) Case with continuous points. </p>
        <p><bold>Definition B.1</bold><italic>The derivative at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is defined as follows</italic>: </p>
        <p><italic>In the cases</italic>(<italic>I</italic>)<italic>and</italic>(<italic>II</italic>), </p>
        <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> K </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><italic>In the case</italic>(<italic>III</italic>), </p>
        <disp-formula id="FD293">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>∂</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mi>f</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>|</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>The same applies to multivariate functions</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p><bold>Example B.1</bold><bold>.</bold> (I) <italic>Case with continuous but sharp differential</italic>: </p>
        <disp-formula id="FD294">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>=</mml:mo>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>When this</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the differential at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>and the equation of the tangent is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
        <disp-formula id="FD295">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>=</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>When this</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the derivative at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>and the equation of the tangent is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <disp-formula id="FD296">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>|</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&gt;</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>=</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>When this</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the differential at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>and the equation of the tangent is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>(II)<italic>Case with discontinuous points</italic>: </p>
        <disp-formula id="FD297">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>≥</mml:mo>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>When this</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the derivative at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>The equation of the tangent is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <disp-formula id="FD298">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>≥</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>When this</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the derivative at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>The equation of the tangent is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
        <p>(III) Differential at the continuous point <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : </p>
        <disp-formula id="FD299">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mstyle>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><italic>When this</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ,<italic>the differential at</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .<italic>The equation of the tangent is</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      </sec>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Kurokawa, N. (2016) Principle of Absolute Mathematics (in Japanese). Gendai Suugaku Sya.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kurokawa, N.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>Principle of Absolute Mathematics (in Japanese)</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Ochiai, K.H. (2004) Monoidal Absolute Derivations for Non-Commutative Rings. <italic>Journal of the Ramanujan Mathematical Society</italic>, 19, 261-265.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ochiai, K.H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>Monoidal Absolute Derivations for Non-Commutative Rings</article-title>
            <source>Journal of the Ramanujan Mathematical Society</source>
            <volume>19</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Kurokawa, N., Ochiai, H. and Wakayama, M. (2003) Absolute Derivations and Zeta Functions. In: <italic>Documenta</italic><italic>Mathematica</italic><italic>Series</italic>, EMS Press, 565-584. https://doi.org/10.4171/dms/3/15 <pub-id pub-id-type="doi">10.4171/dms/3/15</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.4171/dms/3/15">https://doi.org/10.4171/dms/3/15</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kurokawa, N.</string-name>
              <string-name>Ochiai, H.</string-name>
              <string-name>Wakayama, M.</string-name>
              <string-name>Series, E</string-name>
            </person-group>
            <year>2003</year>
            <article-title>Absolute Derivations and Zeta Functions</article-title>
            <source>In: Documenta Mathematica Series</source>
            <volume>565</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.4171/dms/3/15</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gotyou, T. (2010) Mathematical Physics and Geometry. In: <italic>Progress of Modern Geometry</italic>, Science Sha. (in Japanese)</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gotyou, T.</string-name>
              <string-name>Geometry, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2010</year>
            <article-title>Mathematical Physics and Geometry</article-title>
            <source>In: Progress of Modern Geometry</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Kurokawa, N. and Kojima, H. (2013) New Mathematics in the 21st Century (in Japanese). Gizyutu Hyouronn Sha.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Kurokawa, N.</string-name>
              <string-name>Kojima, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>New Mathematics in the 21st Century (in Japanese)</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Nakajima, H. (1997) Heisenberg Algebra and Hilbert Schemes of Points on Projective Surfaces. <italic>The Annals of Mathematics</italic>, 145, 379-388. https://doi.org/10.2307/2951818 <pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2951818</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.2307/2951818">https://doi.org/10.2307/2951818</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Nakajima, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>1997</year>
            <article-title>Heisenberg Algebra and Hilbert Schemes of Points on Projective Surfaces</article-title>
            <source>The Annals of Mathematics</source>
            <volume>145</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.2307/2951818</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Andrews, G.E. and Eriksson, K. (2004). Integer Partitions. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/cbo9781139167239 <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/cbo9781139167239</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1017/cbo9781139167239">https://doi.org/10.1017/cbo9781139167239</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Andrews, G.E.</string-name>
              <string-name>Eriksson, K.</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/cbo9781139167239</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Matsumura, M. (1970) Commutative Algebra. W. A. Benjamin Co.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Matsumura, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>1970</year>
            <article-title>Commutative Algebra</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hartshorne, R. (1977) Algebraic Geometry, Graduate Texts in Math. Springer-Verlag.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hartshorne, R.</string-name>
              <string-name>Geometry, G</string-name>
            </person-group>
            <year>1977</year>
            <article-title>Algebraic Geometry, Graduate Texts in Math</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Mumford, D. (1999) The Red Books of Varieties and Schemes. In: <italic>Lecture Notes in Mathematics</italic>, Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mumford, D.</string-name>
              <string-name>Mathematics, S</string-name>
            </person-group>
            <year>1999</year>
            <article-title>The Red Books of Varieties and Schemes</article-title>
            <source>In: Lecture Notes in Mathematics</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Loday, J.L. (1992) Cyclic Homology. Springer-Verlag.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Loday, J.L.</string-name>
            </person-group>
            <year>1992</year>
            <article-title>Cyclic Homology</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Yasufuku, Y. (2016) Accumulating Discoveries and Predictions—That Is Number Theory (in Japanese), Ohm sha.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Yasufuku, Y.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>Accumulating Discoveries and Predictions—That Is Number Theory (in Japanese), Ohm sha</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Bombieri, E. and Gubler, W. (2006) Heights in Diophantine Geometry. Cambridge University Press.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bombieri, E.</string-name>
              <string-name>Gubler, W.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Heights in Diophantine Geometry</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hindry, M. and Silverman, J.H. (2000) Diophantine Geometry—An Introduction. In: <italic>Graduate Texts in Mathematics</italic>, Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hindry, M.</string-name>
              <string-name>Silverman, J.H.</string-name>
              <string-name>Mathematics, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>Diophantine Geometry—An Introduction</article-title>
            <source>In: Graduate Texts in Mathematics</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Silverman, J.H. (1994) Advanced Topics in the Arithmetic of Elliptic Curves. In: <italic>Graduate Texts in Mathematics</italic>, Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Silverman, J.H.</string-name>
              <string-name>Mathematics, S</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>Advanced Topics in the Arithmetic of Elliptic Curves</article-title>
            <source>In: Graduate Texts in Mathematics</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Mason, R.C. (1984) Equations over Function Fields. In: <italic>Lecture Notes in Mathematics</italic>, Springer, 149-157. https://doi.org/10.1007/bfb0099449 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bfb0099449</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/bfb0099449">https://doi.org/10.1007/bfb0099449</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mason, R.C.</string-name>
              <string-name>Mathematics, S</string-name>
            </person-group>
            <year>1984</year>
            <article-title>Equations over Function Fields</article-title>
            <source>In: Lecture Notes in Mathematics</source>
            <volume>149</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bfb0099449</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Stothers, W.W. (1981) Polynomial Identities and Hauptmoduln. <italic>The Quarterly Journal of Mathematics</italic>, 32, 349-370. https://doi.org/10.1093/qmath/32.3.349 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/qmath/32.3.349</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/qmath/32.3.349">https://doi.org/10.1093/qmath/32.3.349</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Stothers, W.W.</string-name>
            </person-group>
            <year>1981</year>
            <article-title>Polynomial Identities and Hauptmoduln</article-title>
            <source>The Quarterly Journal of Mathematics</source>
            <volume>32</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/qmath/32.3.349</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Mochizuki, S. (2010) Arithmetic Elliptic Curves in General Position. <italic>Mathematical Journal of Okayama University</italic>, 52, 1-28.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mochizuki, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2010</year>
            <article-title>Arithmetic Elliptic Curves in General Position</article-title>
            <source>Mathematical Journal of Okayama University</source>
            <volume>52</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Lorscheid, O. (2012) The Geometry of Blueprints. Part I: Algebraic Background and Scheme Theory. <italic>Advances</italic><italic>in</italic><italic>Mathematics</italic>, 229, 1804-1846. https://doi.org/10.1016/j.aim.2011.12.018 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aim.2011.12.018</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.aim.2011.12.018">https://doi.org/10.1016/j.aim.2011.12.018</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lorscheid, O.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>The Geometry of Blueprints</article-title>
            <source>Part I: Algebraic Background and Scheme Theory. Advances in Mathematics</source>
            <volume>229</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aim.2011.12.018</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>