伽羅瓦擴張

伽羅瓦擴張

就是一個伽羅瓦擴張。是一個代數擴張。是一個伽羅瓦擴張,F

概述


伽羅瓦擴張:在數學中,如果一個域擴張 既是一個 正規擴張又是可分擴張,那 就是一個伽羅瓦擴張。注意正規擴張隱含了 是一個代數擴張。

定義


對於一個伽羅瓦擴張,可以定義伽羅瓦群,為所有 的自同構構成的群。抽象代數,研究代數的具體結構,群、環、域、模,域的可分正規擴張——伽羅瓦擴張。(定義在什麼樣的物體上可以進行所謂的測量,嚴格的從數學的公理化出發進行定義)

例子


以下諸例中 F 是一個域,C、R、Q 分別為複數、實數與有理數域。記號 F(a) 表示通過添加一個元素 a 到域 F 中得到的域擴張。
是一個元素的平凡群,即恆同自同構。
有兩個元素,恆同自同構與復共軛自同構。
平凡。事實上可以證明任何 Q-自同構一定保持實數的順序,從而必然是恆同。
是一個無限群。
有兩個元素,恆同自同構與將 √2 和 ?√2 互換的自同構。
考慮域 。群 只包含恆同自同構。因為 K 不是正規擴張,這是因為其它兩個三次根(都是複數)不在擴張中——換句話說 K 不是一個分裂域。
現在考慮,這裡 ω 是本原三次單位根。群 同構於6階二面體群 S3,事實上 L是 在 Q 上的分裂域。

基本性質


以下的性質均可以在沒有伽羅瓦理論基本定理的情況下證明。
令,則 G的不變域,即,是 F。
假設 是一個伽羅瓦擴張,F 是一個域並且 KF 存在。那麼,即 和 的一個子群同構。(由正規擴張和可分擴張的性質, 是一個伽羅瓦擴張,因此可以討論)

事實


一個擴張是伽羅瓦型的重要性是因為它滿足伽羅瓦理論基本定理(fundamental theorem of Galois theory:伽羅瓦群的子群對應於這個域擴張的中間擴張。
如果 是伽羅瓦擴張,則 能給出一個拓撲,稱為克魯爾拓撲(Krull topology),使其成為一個投射有限群(profinite group)。