正规扩张
正规扩张
正规扩张是抽象代数中的概念,属于域扩张中的一类。一个域扩张L/K是正规扩张当且仅当扩域L是多项式环K[X]中的某个多项式的分裂域。布尔巴基学派将这类扩张称为“准伽罗瓦扩张”。正规扩张是代数扩张的一种。
定义
正规扩张的定义不止一种,以下三个准则都可以刻画正规扩张,是三个等价的定义。域扩张是正规扩张当且仅当它满足以下三个等价条件中任意一个:
L是多项式环中的某一族多项式的分裂域。
设K是一个包含了L的K的代数闭包。对于L在K上的每一个嵌入σ,只要它限制在K上的部分是平凡的(即为恒等映射:),那么就有。换句话说,L在K上的每一个K-嵌入σ都是一个L上的K-自同构。
任意一个K[X]上的不可约多项式,只要它在L中有一个根,那么就可以在L[X]分解成一次因式的乘积(或者说全部的根都在L中)。
例子
是的一个正规扩张,因为它是上的多项式的分裂域。然而,并不是的一个正规扩张,因为上的不可约多项式有一个根:在里面,但它的另外两个根:和都是复数,不在里面。只有在加入了三次单位根:后的扩域才是一个正规扩张。
也可以用正规扩张的第二个定义来证明不是的正规扩张。设域是由所有复代数数生成的扩域,则是的一个代数闭包,并且在里面。另一方面,
并且,如果记是的复根之一,那么映射:
是在上的一个嵌入,并且它限制在上的部分是平凡的(将中元素映射到自己)。但是σ并不是上的自同构。
更一般地,对每一个素数p,域扩张都是的一个正规扩张,扩张的次数是。是上的多项式的分裂域。其中的是任意一个复数p次单位根
性质
设有域扩张,那么:
1) 如果L是K的正规扩张,并且F是一个子扩张(也就是说有扩张)那么L也是F的正规扩张。
2) 如果L的子域E和F都是K的正规扩张,那么两者的复合扩张EF(指L的子域中同时包含E和F的最小者)以及两者的交也都是K的正规扩张。
正规闭包
设有域扩张,那么总存在域扩张,使得是正规扩张。在同构意义上,最小的这样的扩张是唯一。即是说,其他的域扩张N/L如果使得是正规扩张,那么总存在的子扩张,使得M'同构于M。这个唯一的“最小”正规扩张称为域扩张的 正规闭包。
如果是有限扩张,那么它的正规闭包也是有限扩张(因此也是有限扩张)。
参考资料

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目录
概述
定义
例子
性质
正规闭包
参考资料