代數元

代數元

域論是代數數論的重要理論之一。它深刻地刻畫了(相對)阿貝爾擴張

概念介紹


代數元(algebraic element)是域論的基本概念之一。設K是域F的擴域,K中元α稱為F上代數元,是指α為F上某非常量多項式f(x)的根,即存在F中元使:
其中。若這樣的多項式不存在,則α稱為F上的超越元。若α是F上的代數元,F[x]中以α為根的次數最低的首1多項式稱為α的最小多項式,則其次數n稱為α在F上的次數,α稱為n次代數元。最小多項式在F上是不可約的。

域論


域論是代數數論的重要理論之一。它深刻地刻畫了(相對)阿貝爾擴張。基本定理如下:若K/k為數域的有限阿貝爾擴張,伽羅瓦群為,則存在k的模f(稱為K/k的導子,是k的一個除子),使得對k的任意的模m,由f|m得出G同構於m射線類群,式中I(m)為與m互素的k的理想集,N(m)為與m互素的K的理想到k的范全體,P為模m餘1的生成的主理想集。且k的素除子v在K分歧當且僅當v|f;k的與m互素的素理想p在K完全分裂當且僅當p∈PN(m)。反之,對k的任一模m及I(m)的任一含P子群H,總存在惟一阿貝爾擴張,使得且上述事實均成立。特別地,。更經常的是用伊代爾語言敘述類域論的定理。基本定理:若 為數域的有限阿貝爾擴張,則伽羅瓦群 同構於,式中J為k的伊代爾群,NJ為K的伊代爾群到k的范。上述群的同構由阿廷映射給出。由此可得出,數域k的諸有限阿貝爾擴張 與J的含k諸開子群H之間一一對應,即K對應於,稱為H的類域,;這一對應是這兩個格(對於複合(或積及交))的反向(包含關係)格同構。類域論有系統的定理和應用,有多種不同的表述方式。對於局部域的阿貝爾擴張有類似的定理(局部類域論),對於有限域上的單變數函數域也有類似的定理。

擴域


域論的基本概念之一。若域K包含域F作為它的子域,則稱K是F的一個擴張(或擴域),F稱為基域,常記為。此時,K可以看成F上的向量空間。研究擴域K(相對於基域F)的代數性質,是域論研究的一個基本內容。
若域E是F的擴域,K是E的擴域,則稱E是域擴張K/F的中間域。若K/F是域擴張,S是K的子集,且F(S)是K的含F與S的最小子域,稱F(S)為F添加S的擴域。當是有限集合時稱為添加於F的有限生成擴域(或者F上的有限生成擴張)。它由一切形如:
的元組成,其中
由於這個原因,當,也稱為F上的代數函數域。當時,稱F(α)為F的單擴張域,也稱本原擴域。F的有限代數擴域K是單擴域的充分必要條件是,擴域K與基域間存在有限個中間域。這是施泰尼茨(Steinitz,E.)證明的。

施泰尼茨


施泰尼茨是德國數學家。生於德國西里西亞(Silesia)(今屬波蘭),卒於基爾(Kiel)。1894年獲得博士學位,後任教於布雷斯勞(Breslau)工業學院(1910~1920)和基爾大學(1920—1928)。他對抽象域進行了綜合的研究,著有《域的代數理論》(AlgebraischeTheorie der Körper,1910)。施泰尼茨認為,每一個域K都可以從它的素域(即K的所有子域的公共元素所構成的子域)出發,經過如下的添加而得到:首先作一系列(可能無限多的)超越添加(transcendentaladjunction)得到一個超越擴張,然後對這個超越擴張又作一系列代數添加。如果一個域K’能夠從一個域K經過一串單純代數添加而得到,那麼就稱K’為K的一個代數擴張。施泰尼茨證明了,對於每一個域K,存在一個唯一的代數封閉域K’,使得K’是K的代數擴張。他還研究了伽羅瓦方程理論在域中的有效性問題。