书城现实数学大帝
57676100000053

第53章 伽罗瓦群论

“阿贝尔写的这些太难了,看不明白。”

伽罗瓦认为,证明五次方程不可解,不能像阿贝尔那样使用繁杂的公式直接推导去寻找矛盾。

而是需要寻找一个真正的本质,一种内在的精确的简单的数学结构来说明这一点。

“二、三、四次方程可以解出来,那是有一个内在的性质的。”

“是对称性,这种对称性在五次方程中没有。”

“而这种对称性,跟交换群的对称性,在数学上是一回事,两者是等价的。只是长的不一样罢了。只要我能够证明这两者是等价的,同时在五次的交换群里找到异常的地方,就可以了。”

“可什么是异常呢?”

伽罗瓦吧3、4次的交换群都画出来了。

然后画出了第5次,发现第5交换群有问题。

这个问题就是5次交换群没有正规子群。

“如果没有正规子群的话,就能说明五次方程是没有四则运算解的吗?”

伽罗瓦开始从域论和扩张域上来寻找答案。

第一:域的正规可分扩张定义为伽罗瓦扩张。

第二:若K/F为伽罗瓦扩张,K上的F-自同构的集合构成一个群,定义为伽罗瓦群,记为Gal(K/F)。

第三:对于H是Gal(K/F)的子群,称K中在H中任意元素作用下不动元的集合为H的不动域,这是一个中间域。

第四:对于伽罗瓦扩张,扩张的中间域和伽罗瓦群的子群有一一对应的关系。

第五:F?E?K形式的伽罗瓦扩张,E/F是正规扩张当且仅当Gal(K/E)是Gal(K/F)的正规子群。

第六:在特征为0的域上,多项式的根可用根式解当且仅当其分裂域扩张的伽罗瓦群是可解群。

广义上的伽罗瓦理论还包括尺规作图,诺特方程,循环扩张,库默尔理论等内容。