Факторіальні кільця та їх застосування

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Февраля 2012 в 17:09, курсовая работа

Описание

Завдання алгебри є вивчення алгебраїчних структур. Безперечно, алгебра вивчає далеко не всі алгебраїчні структури. Можна побудувати чимало прикладів алгебраїчних структур, але в переважній більшості вони не матимуть ніяких застосувань ні в теорії, ні в практиці, а «теорія» таких структур складатиметься з означень і тривіальних наслідків з них. Такі структури, очевидно, не можуть бути об'єктом вивчення.

Работа состоит из  1 файл

Факторіальні кільця та їх застосування.docx

— 258.38 Кб (Скачать документ)

де pi, pi¢ÎK, qi, qi¢ – незвідні, а виходить, і примітивні поліноми позитивного степеня. З (2) випливає, що

(3) p1…pk ~p1¢…pr¢ в K;

(4) q1…qs~q1¢…qt¢ в K[x].

Оскільки  кільце K факторіальне, то з (3) випливає, що k=r і при відповідній нумерації

(5) pi~pi¢ в K для i=1, 2, …, k

Далі, за наслідком 3.6, поліноми qi і qi¢ незвідні в кільці F[х]. У силу факторіальності кільця F[х] з (4) випливає, що s=t і при відповідній нумерації

qi~ qi¢ в F[х] для i=1,…, s.

Поліноми qi і qi¢ незвідні в K[x] і, значить, примітивні в K[х], крім того, ці поліноми асоційовані в F[x]. Отже, вони асоційовані в K[x],

(6) qi~ qi¢ в K[х] для i=1,…, s.

У силу (5) і (6) поліном f має однозначний розклад  на прості множники в кільці K[x]. Отже, показано, що кільце K[x] факторіальне.

Доведено.

 

Задачі

№1

Довести, що множина I всіх многочленів кільця Z[x], вільний член яких дорівнює парному  числу, є ідеалом Z[x]. Чи є цей ідеал  головним?

Розв’язання.

Очевидно, що ця множина замкнена відносно віднімання та множення на довільний елемент  кільця. Отже, ця множина буде ідеалом.

Візьмемо  будь–які елементи

x2+4ÎI, x+2ÎI.

Перевіримо  чи x2+4Mx+2.

x2+4=x2–4+8=(x-2) (x+2)+8.

Так як x2+4 не ділиться на x+2 то дана множина I не буде головним ідеалом.

Відповідь: Множина I буде ідеалом, але не головним.

 

№2

Знайти  НСД і НСК таких многочленів:

f(x)=x4+2x3–2x-1,

g(x)=(x+1) (x2–x-2)

в кільці Q[x].

Розв’язання.

Розкладемо  дані многочлени на множники:

f(x)=x4–1+2x(x2–1)=(x2–1) (x2+2x+1)=(x+1)3(x-1),

g(x)=(x+1) (x-2) (x+1)=(x+1)2(x-2).

Очевидно, що

(f, g)=(x+1)2,

[f, g]=(x+1)3(x-1) (x-2).

Відповідь: (f, g)=(x+1)2, [f, g]=(x+1)3(x-1) (x-2).

 

№3

Розкласти на незвідні в полі P множники такий  многочлен:

f(x)=x4–2x3–27x2–44x+7.

Розв’язання.

Розклад матиме такий вигляд:

f(x)=(x2+bx+1) (x2+cx+7).

f(x)=x4+(c+b) x3+(bc+8) x2+(7b+c) x+7.

с=–2-b,

(–2-b) b=–35,

– b2–2b=–35,

b2+2b-35=0,

 

Отже, даний многочлен розкладається  таким чином:

f(x)=(x2–7x+1) (x2+5x+7).

Відповідь: f(x)=(x2–7x+1) (x2+5x+7).

 

 

3.3 Кільце многочленів від кількох змінних

 

3.3.1 Поняття кільця многочленів від кількох змінних

Означення Кільцем многочленів R1, х2,…, xn-1, хn] від n змінних х1, х2,…, xn-1, хn над областю цілісності R називається кільце многочленів від змінної xn над кільцем R1, х2,…, xn-1] тобто

R1, х2,…, xn-1, хn] = R1, х2,…, xn-1] [xn] (4)

Це означення  має індуктивний характер. При  п=1 воно зводиться до означення кільця многочленів від однієї змінної  х1 над областю цілісності R (природно вважати, що при п =1 R1, х2,…, xn-1, хn] =R). Якщо ж уже означено кільце R1, х2,…, xn-1] при п ³1, то за допомогою (4) дістаємо означення кільця R1, х2,…, xn-1, хn]. Отже, для довільного натурального п означено кільце многочленів від п змінних х1, х2,…, xn-1, хn

Теорема Кільце многочленів R1, х2,…, xn-1, хn] над областю цілісності R є область цілісності.

Доведення.

Твердження  правильне при п = 1. Припустимо, що воно правильне при п = т і розглянемо кільце R1, х2,…, xm, хm+1]. Згідно з означенням 1, R1, х2,…, xm, хm+1] є кільце многочленів над Rm= R1, х2,…, xm]. За припущенням індукції, R, є область цілісності. Отже, Rm[xm+1]=R1, х2,…, xm, хm+1] є область цілісності. За принципом індукції, R1, х2,…, xn-1, хn] є область цілісності при довільному натуральному п.

Доведено.

Зрозуміло, що коли R – область цілісності з одиницею, то R1, х2,…, xn-1, хn] – область цілісності з одиницею.

Наступна  теорема встановлює будову елементів  області цілісності R1, х2,…, xn-1, хn].

Теорема 2. Кожний елемент fÎR1, х2,…, xn-1, хn] можна подати у вигляді скінченної суми

 

AiÎR, kijÎZ+ (5)

 

Навпаки, будь-який вираз виду (5) є елементом кільця R1, х2,…, xn-1, хn].

Доведення

Доведення проведемо  індукцією по n. При n=1 твердження правильне. Припустимо, що воно правильне при n=m і перевіримо його правильність при n=m+1. За означенням 1, кожний елемент fÎR1, х2,…, xm, хm+1] є многочлен від Хm=1 над областю цілісності R1, х2,…, xm], і тому його можна подати у вигляді суми

 

  (6)

 

За припущенням  індукції, кожний многочлен aj(x1, …, xm) від n змінних можна подати у вигляді скінченної суми

 

, (7)

,

(i=1, 2, …, Nj; s=1, 2, …, m; j=0, 1, 2, …, l).

 

Підставивши вираз (7) в (6) і виконавши відповідні дії (в розумінні дій у кільці R1, х2,…, xm, хm+1] з урахуванням того, що воно містить R1, х2,…, xm] як підкільце), дістанемо скінченну суму виду

 

, (8)

 

де BrÎR (r=1, …, N), бо кожне Br є якесь з .

Навпаки, кожна сума виду (8) є елемент кільця R1, х2,…, xm, хm+1]: адже будь-який її доданок може розглядатись як многочлен від xm+1 з коефіцієнтом ÎR1, х2,…, xm] й тому й уся сума належить кільцю R1, х2,…, xm, хm+1].

Отже, твердження теореми правильне і при n=m+1, тобто  за принципом математичної індукції теорему доведено.

Доведено.

Означення Кожний елемент кільця R1, х2,…, xn] називають многочленом від n змінних х1, х2,…, xn над R. і позначають f(х1, х2,…, xn), g(х1, х2,…, xn) і т. п.

Згідно з теоремою 2, будь-який многочлен з R1, х2,…, xn] можна подати у формі суми (5)

 

AiÎR, kijÎZ+ (9)

 

Кожний доданок  цієї суми називають членом многочлена f(х1, х2,…, xn), відповідний елемент AiÎR – коефіцієнтом члена (і многочлена). Два члени, які відрізняються лише коефіцієнтами, називають подібними; іншими словами, члени подібні, якщо усі змінні входять множниками в ці члени у попарно рівних степенях, наприклад та . При цьому порядок, в якому записано множники неістотний, тобто

Информация о работе Факторіальні кільця та їх застосування