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韋德伯恩定理
鎖定
韋德伯恩定理,是Wedderburn提出的一個數學定理。
- 中文名
- 韋德伯恩定理
- 外文名
- Wedderburn Theorem
- 表達式
- 有限體必為域
- 提出者
- Wedderburn
- 適用領域
- 代數
- 應用學科
- 數學-代數
除環(division ring),又譯反稱域(skew field)、體,是如下定義的一個環:
至少有一個非零元素,這些非零元素稱為單位(Unit)
非零元素都存在逆元素(左逆元素與右逆元素)
它和域(field)的分別在於除環不必要符合交換律。所有域都是除環。不符合交換律的除環(斜體),例子有四元數。
證明:
設K為有限體,
。
則Z是有限域。令|z|=素數q,則K是q元域Z上的有限維向量空間。設維數是n,則
.
對每個元素
,令N(a)={x∈K | ax=xa},這顯然是K的子體並且包含Z. 因此N(a)也是Z上的有限維向量空間,從而
,n(a)是與a有關的正整數。由於K*=K-{0}為
階乘法羣,而N(a)*=N(a)-{0}是K*的
階子羣,因此
|
. 從而n(a) | n.
將乘法羣K*的元素分成共軛類。與a∈K*共軛的元素個數為[K*:N(a)*]=
,從而有等式(*)
從而由Mobius變換
[2]
(取離散對數化為求和)知
,其中
是Mobius數論函數。於是
,其中f,g均為Z[x]中首1多項式。由於
∈C[x],故在C[x]中g(x)|f(x),可知在Z[x]中g(x)|f(x).
是Z[x]中的首1多項式。
對於n的每個正因子d,如果d|n, d<n,則
的每個根均是
的根,但不是
的根,從而都是多項式
的根。因此
整除
。於是
整除
,結合(*)式,得到
但是由定義,
. 當n≥2時,
. 於是
於是|K|=|Z|,即K=Z,K為域。
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