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からだ (數學すうがく)

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からだてき各地かくち常用じょうよう名稱めいしょう
中國ちゅうごく大陸たいりくいき
臺灣たいわんからだ[1]

ざい抽象ちゅうしょう代數だいすうなかからだとくKörper英語えいごField一種具有加法跟乘法的集合(代數だいすう結構けっこう),且其加法かほう跟乘ほう運算うんざん就如どう普通ふつうてき有理數ゆうりすうかえゆう實數じっすう事實じじつじょうからだせいすうたい以及四則しそく運算うんざんてき推廣,所以ゆえんこう運用うんようざい代數だいすうかずろんとう數學すうがく領域りょういきちゅう

からだたまきてきいちしゅただし區別くべつざい於體要求ようきゅう它的れい元素げんそ以做除法じょほう,且體てき乘法じょうほうゆう交換こうかんりつ

さい有名ゆうめいてきからだ結構けっこうてきれい就是有理數ゆうりすうたい實數じっすうたいかえゆう複數ふくすうたいかえゆう其他形式けいしきてきからだれい有理ゆうり函數かんすうたい代數だいすう函數かんすうたい代數だいすうすうたい、p進數しんすうからだとう很常ざい數學すうがくてき領域りょういきちゅう使用しようある研究けんきゅう特別とくべつすうろんある代數だいすう幾何きか。此外かえゆう一些密碼學上的安全協定都是依靠着有限體。

ざいりょう個體こたいちゅうてき關係かんけい表示ひょうじ成體せいたい擴張かくちょうてき觀念かんねん。Galois理論りろんゆかりÉvaristeGaloisざい1830年代ねんだい提出ていしゅつ,致力於理解體かいたい擴展てき對稱たいしょうせい。其中Galois理論りろんかえゆう其他結果けっか解決かいけつりょう不能ふのうようせきただし作圖さくず做出三等份角以及化方為圓的問題。此外,かえ解決かいけつりょう五次方程不能有公式解的問題。

正式せいしき定義ていぎ

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きゅうじょう集合しゅうごう ,它具有ぐゆうりょう以下いかりょうたね二元にげん運算うんざん

  • (其中 慣例かんれいじょう簡記ため
  • (其中 慣例かんれいじょう簡記ため ある 甚至

滿足まんぞく

  1. ため交換こうかんぐん,且其單位たんい元素げんそため
  2. ため交換こうかんぐん
  3. 分配ぶんぱいりつたい所有しょゆう

しょう ためたい」,とう二元運算的符號不重要時,またしょう 簡記ため

慣用かんよう符號ふごうあずか稱呼しょうこ

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(1)からだてきだいごう

ゆうかいもととく Körper ,以字はは だいしょうたいただし也會もと英語えいご Field だいしょう

(2)加法かほうあずか乘法じょうほう

習慣しゅうかんじょう しょうため乘法じょうほう てき單位たんい元素げんそかいため 並稱へいしょうため てき乘法じょうほう單位たんい元素げんそ

類似るいじ しょうため加法かほう しょうためたいてき加法かほう單位たんい元素げんそ所以ゆえんざい省略しょうりゃく括弧かっこ,仍依あきらさきじょうてき方式ほうしき閱讀。

(3)減法げんぽうあずか除法じょほう

たい任意にんい かい依據いきょぐんてき習慣しゅうかんはた てき加法かほうはん元素げんそなみしょう 簡記ため なみ暱稱ため減法げんぽう

類似るいじわか てき乘法じょうほうはん元素げんそなみしょう 簡記ため なみ暱稱ため除法じょほう

基本きほん性質せいしつ

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定理ていり (1) —  ためたいたい任意にんい ゆう

證明しょうめい

根據こんきょ分配ぶんぱいりつ加法かほう單位たんい元素げんそてき性質せいしつかいゆう

這樣てきばなし根據こんきょ加法かほう結合けつごうりつかえゆう加法かほう單位たんい元素げんそてき性質せいしつゆう

とくしょう

以上いじょうてき定理ていり證明しょうめいりょうただよう ため交換こうかんぐん且有分配ぶんぱいりつ,就足以決定けってい 相關そうかん乘法じょうほうてき值。所以ゆえん正式せいしき定義ていぎちゅう 排除はいじょざい乘法じょうほうてき交換こうかんぐんそとかいゆう問題もんだいてき。也就せつ

けい 乘法じょうほう交換こうかんりつ —  ためたいたい任意にんい ゆう

けい 乘法じょうほう結合けつごうりつ —  ためたいたい任意にんい ゆう

定理ていり (2) —  ためたいたい任意にんい ゆう

證明しょうめい

根據こんきょ乘法じょうほう交換こうかんりつ分配ぶんぱいりつゆう

這樣根據こんきょ定理ていり(1)かず加法かほう交換こうかんりつ就有

所以ゆえん

さい考慮こうりょいた乘法じょうほうてき交換こうかんりつゆう

とくしょう

定理ていり (3) —  ためたいわか のり

證明しょうめい

根據こんきょ乘法じょうほうてき結合けつごうりつ交換こうかんりつかえゆう乘法じょうほう單位たんい元素げんそてき性質せいしつかいゆう

とくしょう

定理ていり (4) —  ためたいたい任意にんい わか のり ある

證明しょうめい

如果 たい任意にんい みやこゆう 所以ゆえん以下いかただ考慮こうりょ 狀況じょうきょう

假設かせつ存在そんざい 滿足まんぞく ただし同時どうじ ,這樣根據こんきょ定理ていり(1)かず(3)ゆう

顯然けんぜん矛盾むじゅんてき所以ゆえん根據こんきょ反證はんしょうほうとく定理ていりたい所有しょゆうてき ただのう 其中いちしゃため ある 」,也就等價とうか於:

たい所有しょゆう わか のり 其中いちしゃため 。」

とくしょう

  • からだFなかてき所有しょゆうれい元素げんそてき集合しゅうごう一般いっぱんさくF×いちせき於乘法的ほうてきおもねかいなんじぐんF×まとごと有限ゆうげんぐんみやこただし循環じゅんかんぐん
  • わか存在そんざいせい整數せいすうn使つかいとく0 = 1 + 1 + ... + 1(n1),麼這さまてきnちゅう最小さいしょうてき一個稱為這個體的特徵とくちょう特徵とくちょうよう麼是いちしつすうpよう麼是0(表示ひょうじ這樣てきn存在そんざい)。此時ちゅう最小さいしょうてきたい分別ふんべつある有限ゆうげんたいしょうためてきもとたい
  • 一個交換環是體當且僅當它的理想りそうただゆう自身じしんれい理想りそう
  • ざい選擇せんたく公理こうり成立せいりつてき假設かせつたいまい個體こたいF存在そんざい唯一ゆいいつてきいち個體こたいGざいどう意義いぎじょう),G包含ほうがんFGこれFてき代數だいすう擴張かくちょうなみG代數だいすうふうGしょうさくゆかりF確定かくていてき代數だいすう閉包へいほうざい很多情況じょうきょう上述じょうじゅつてきどう構並唯一ゆいいつてきいん此又せつGこれFてきいち代數だいすう閉包へいほう

れい

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  • 許多きょた常見つねみてきすうたいたい如說,全體ぜんたい複數ふくすうてき集合しゅうごうあずか其加ほう乘法じょうほう構成こうせいいち個體こたい全體ぜんたい有理數ゆうりすうてき集合しゅうごう あずか其加ほう乘法じょうほう也是いち個體こたい,它是てきたいなみ且不包含ほうがんさらしょうてきたいりょう
  • 代數だいすうすうたい代數だいすうすうたい有理數ゆうりすうたいてき有限ゆうげん擴張かくちょうたい,也就せつ代數だいすうすうたいうえてき有限ゆうげんむかいりょう空間くうかん代數だいすうすうたいどう構於てきたいなみ且這どう保持ほじ不變ふへんそく這個どう構把ごと有理數ゆうりすううついた自身じしん代數だいすうすうたい代數だいすうすうろん研究けんきゅうてき物件ぶっけん
  • 代數だいすうすう構成こうせいてきからだ所有しょゆうてき代數だいすうすうてき集合しゅうごうたい於加ほう乘法じょうほう構成こうせいいち個體こたいさく有理數ゆうりすうたいてき代數だいすう閉包へいほう)。特徵とくちょうためれいてき代數だいすうふうてきからだてきいちれい
  • 全體ぜんたい實數じっすうてき集合しゅうごうたい於加ほう乘法じょうほう構成こうせいいち個體こたい實數じっすうたい複數ふくすうたいてきたい,也是いちゆうじょたい後者こうしゃ使とく實數じっすうからだじょうのう建立こんりゅうおこり微積分びせきぶん理論りろん
  • 所有しょゆうてき代數だいすうすうてき集合しゅうごう構成こうせいいち個體こたい,它是てきいちたい
  • 任意にんいいち有限ゆうげんたいてき元素げんそ個數こすういちしつすうqてきじょうかた一般いっぱんさくFq,就是所謂いわゆるてき伽羅きゃらかわらたい任意にんいいち元素げんそ個數こすうしつすうqてきからだどう構於Z/pZ = {0, 1, ..., p − 1}。れいp = 2,就得いた最小さいしょうてきからだF2F2ただ含有がんゆう兩個りゃんこ元素げんそ01,運算うんざん法則ほうそく如下:
 
0 1
0 0 1
1 1 0
0 1
0 0 0
1 0 1
  • しつらえEFりょう個體こたいEこれFてきたいのりFこれEてき 擴張かくちょうたいしつらえxこれFなかてきいち元素げんそのり存在そんざいいち最小さいしょうてき同時どうじ包含ほうがんExてきFてきたいさくE (x)E (x)しょうさくEざいF中關なかせきxてきたん擴張かくちょう如說,複數ふくすうたい就是實數じっすうたいざい中關なかせき虛數きょすう單位たんいiてきたん擴張かくちょう
  • まい一個有乘法單位元素的環R對應たいおういち包含ほうがん它的たいしょうため它的ぶんしきたいさくK(R)。ぶんしきからだてき具體ぐたい構造こうぞう方法ほうほう定義ていぎ類似るいじ於最簡分すうてき等價とうかるいさいしょうたまき嵌入かんにゅう」其中(しょうぶんしきたい)。證明しょうめいK(R)包含ほうがんRてき最小さいしょうてきからだ
  • しつらえFいち個體こたい定義ていぎF (X)所有しょゆうF中元ちゅうげんもとためけいすうてきぶんしきてき集合しゅうごうのりF (X)これFてきいち擴張かくちょうたいF (X)これFうえてきいち無窮むきゅう維的むかいりょう空間くうかん,這是たいてき超越ちょうえつ擴張かくちょうてきいちれい
  • しつらえFいち個體こたいp(X)これ多項式たこうしきたまきF[X]じょうてきいち不可ふかやく多項式たこうしきのりしょうたまきF[X]/<p(X)>いち個體こたい。其中てき<p(X)>表示ひょうじよしp(X)生成せいせいてき理想りそう。舉例らいせつR[X]/<X2 + 1>いち個體こたいどう構於複數ふくすうたい)。證明しょうめいFてき所有しょゆうたん擴張かくちょうどう構於此類形式けいしきてきからだ
  • わかVたいFうえてきいち代數だいすうむらがのり所有しょゆうV → F てき有理ゆうり函數かんすう構成こうせいいち個體こたいたたえためVてき函數かんすうたい
  • わかSいちはじむ曼曲めんのり全體ぜんたいS → C てきじゅん函數かんすう構成こうせいいち個體こたい
  • よしじょすうてきるい集合しゅうごういん此在其上定義ていぎてきあま姆數不能ふのう構成こうせい真正しんせいてきからだただし滿足まんぞくたいてき所有しょゆう條件じょうけん,且其任意にんいふう閉子しゅう(如小於てき所有しょゆう自然しぜんすう構成こうせいてきしゅうみやこただしたい

有限ゆうげんたい

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有限ゆうげんたい一個體有着有限多個元素,其元素げんそ個數こすう也跟たいてき階數かいすうしょうどう,按照たいてき定義ていぎ以知どうため最小さいしょうてき有限ゆうげんたいいんため根據こんきょ定義ていぎ,一個體至少包含兩個元素

通常つうじょうらいせつさい簡單かんたんてきしつすうかいたい,就是此處ここらためしつすうざい這個たいじょうてき加法かほうあずか乘法じょうほうとうどう於在整數せいすううえてき運算うんざんしかこうじょ它的あまりすう。這個運算うんざん精確せいかくてきけん構了いち個體こたい通常つうじょうわが們將這個體こたいさく要注意ようちゅういてきとうnため合成ごうせいすうなみいち有限ゆうげんたいれい如在 なか いん 不能ふのう形成けいせいぐん

如果わが們將むこうりょう空間くうかんのりわが們將Vしょうさく有限ゆうげんたいむこうりょう空間くうかん,其中可知かち這個むこうりょう空間くうかんちゅうゆう元素げんそ

如果わが們將有限ゆうげんたいにゅうのりじん,也就のり此矩じんてき元素げんそゆう

歷史れきし

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歷史れきしじょう,三個代數中的學科導引到了體的概念:だい一個是解多項式方程的問題,だい代數だいすうすうろんだい三個則是代數幾何的問題。からだてき概念がいねんはじめ於1770ねんゆかりひしげかくろうところ提出ていしゅつひしげかくろうかん察到せきさんかたほどてきx1, x2, x3てき置換ちかんざい以下いかてきひょうたち

(x1 + ωおめがx2 + ωおめが2x3)3

(其中ωおめが三次方程的單位根)たださんせい兩個りゃんこ值。ざい這方向上こうじょうひしげかくろう概念がいねんじょうてき解釋かいしゃくりょうゆかり まれがわおく內·とくなんじ· どるろうさくかわら·韋達 てき經典きょうてん解法かいほう,其解ほう藉由簡化三次方程關於未知 x いたいち x3てきかたほど。四次方程上也和三次方程一樣有相似的觀察,ひしげかくろういん連結れんけつてきせき於體てき概念がいねんかえゆうぐんてき概念がいねん數學すうがく范德こうむ同樣どうようざい1770ねんゆうさら全面ぜんめんてき延伸えんしん

けん構體

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伽羅きゃらかわら理論りろん

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請參伽羅きゃらかわら理論りろん

からだてき不變ふへんりょう

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應用おうよう

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まいり

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參考さんこう文獻ぶんけん

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  1. ^ ちょうようけんとう. 學術がくじゅつ名詞めいしへんやく系列けいれつ叢書そうしょ-數學すうがく名詞めいし(だいよんはん). 台北たいぺい: 國家こっか教育きょういく研究けんきゅういん. 2014: p149 [2019-02-09]. ISBN 9789860440454. (原始げんし內容そん於2020-12-06) ちゅうぶん臺灣たいわん)).