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三步读懂数学,轻松掌握伽罗瓦理论

【摘要】:特别是,我们会更进一步研究由域的扩张到其自身的映射。参考阅读//No. 9 映射,第22页No. 21 有理数,第46页No. 38 群,第80页No. 42 环和域,第88页No. 59 欧几里得空间,第122页3.一分钟记忆通过给域添加一些额外的元素,我们可以对域进行扩张。伽罗瓦理论有助于我们对域的扩张进行精确探究,并从中精准地提取出我们需要的信息。

上图:多项式x5-x-1的阶数是5,但是它的图像与x轴只有一个交点。右图:这个域的自同构群和等边三角形的对称群有着相同的结构。

1.多维度看全

如果某个数字系统不包含我们需要的某个数,进入另一个有着大量我们不需要的数字的系统会使我们得不偿失。举例来讲,有理数可以帮助我们解决很多问题,但是不能用来解决方程x2-2=0,那么为什么不能单单把加到有理数里,让问题得以解决呢?

如果我们要保证这个数字系统仍然是一个域,我们需要让其包含这个新加入的数与任何一个有理数相加和相乘的所有方式,得到的结果被称为域的扩张。这种观点可以使某个特定的问题成为我们关注的焦点。

特别是,我们会更进一步研究由域的扩张到其自身的映射。这些映射只是改变了新加进来的事物的排列顺序,而其他的都保持不变。这些域扩张的自同构形成了一个群——伽罗瓦群,它的结构涵盖了扩张本身的相关信息。

2.关键点梳理

伽罗瓦理论是我们将对称(即群论)应用到域扩张时所产生出来的一种非常通用的方法。其具体细节有些琐碎,但是最终的结果十分引人注目。

举例来讲,基础的伽罗瓦理论证明了两个经典问题——用尺规作图进行倍立方和仅用欧几里得方法三等分角——的不可解。而在这之前,许多善于思考的伟人都为这些问题投入了大量的时间和努力。

参考阅读//(www.chuimin.cn)

No. 9 映射,第22页

No. 21 有理数,第46页

No. 38 群,第80页

No. 42 环和域,第88页

No. 59 欧几里得空间,第122页

3.一分钟记忆

通过给域添加一些额外的元素,我们可以对域进行扩张。每一个域扩张都和初始的域通过其伽罗瓦群联系起来。

伽罗瓦理论有助于我们对域的扩张进行精确探究,并从中精准地提取出我们需要的信息。