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正規擴張

鎖定
正規擴張抽象代數中的概念,屬於域擴張中的一類。一個域擴張L/K是正規擴張當且僅當擴域L是多項式環K[X]中的某個多項式的分裂域。布爾巴基學派將這類擴張稱為“準伽羅瓦擴張”。正規擴張代數擴張的一種。
中文名
正規擴張
外文名
Normal expansion
領    域
數學
應    用
抽象代數;代數擴張

目錄

正規擴張定義

正規擴張的定義不止一種,以下三個準則都可以刻畫(有限)正規擴張,是三個等價的定義。域擴張L/K是正規擴張當且僅當它滿足以下三個等價條件中任意一個 [1] 
  1. L是多項式環K[X]中的某一族多項式的分裂域。
  2. K是一個包含了L的K的代數閉包。對於LK上的每一個嵌入σ,只要它限制在K上的部分是平凡的(即為恆等映射:σ(x)=x),那麼就有σ(L) =L。換句話説,L在K上的每一個K-嵌入σ都是一個L上的K-自同構
  3. 任意一個K[X]上的不可約多項式,只要它在L中有一個根,那麼就可以在L[X]分解成一次因式的乘積(或者説全部的根都在L中)。

正規擴張例子

的一個正規擴張,因為它是
上的多項式
的分裂域。然而,
並不是
的一個正規擴張,因為
上的不可約多項式
有一個根:
裏面,但它的另外兩個根:
都是複數,不在
裏面。只有在加入了三次單位根:
後的擴域
才是一個正規擴張。
也可以用正規擴張的第二個定義來證明
不是
的正規擴張。設域
是由所有復代數數生成的擴域,則
的一個代數閉包,並且
裏面。另一方面,
並且,如果記
的復根之一,那麼映射
上的一個嵌入,並且它限制在
上的部分是平凡的(將
中元素映射到自己)。但是σ並不是
上的自同構。
更一般地,對每一個素數p,域擴張
都是
的一個正規擴張,擴張的次數是p(p-1)。
上的多項式
的分裂域。其中的
是任意一個複數p次單位根

正規擴張性質

設有域擴張L/K,那麼 [2] 
1) 如果L是K的正規擴張,並且F是一個子擴張(也就是説有擴張K⊂F⊂L)那麼L也是F的正規擴張。
2) 如果L的子域E和F都是K的正規擴張,那麼兩者的複合擴張EF(指L的子域中同時包含E和F的最小者)以及兩者的交E∩F也都是K的正規擴張。

正規擴張正規閉包

設有域擴張L/K,那麼總存在域擴張M/L,使得M/K是正規擴張。在同構意義上,最小的這樣的擴張是唯一。即是説,其他的域擴張N/L如果使得N/K是正規擴張,那麼總存在N/L的子擴張M'/L,使得M'同構於M。這個唯一的“最小”正規擴張M/L稱為域擴張L/K的正規閉包
如果L/K是有限擴張,那麼它的正規閉包M/L也是有限擴張(因此M/K也是有限擴張)。
參考資料
  • 1.    [1]傅士太. 正規擴張和不動環的半局部性[J]. 哈爾濱建築工程學院學報,1990,03:123-126.
  • 2.    [2]傅士太. 不動環和正規擴張的性質[J]. 吉林大學自然科學學報,1989,03:14-18.