能否通過列舉一些代數式、方程加以分析、說明,直解釋阿貝爾定理?
01-02
相關問題:為何從五次方程開始就沒有加減乘除開方的求根公式了? - 數學
能否可以不使用群論,僅僅通過列舉一些代數式、代數方程加以分析、說明,進而達對阿貝爾定理做出直觀解釋。(這兒,我只要「直觀解釋」,並沒有說嚴格論證。)
如果不用Galois理論可以直接看Abel的原始證明(比較繁瑣)。[1][2]用現代方法的證明思路是:
- 若一個多項式方程可以用根式解那麼意味著存在關於其係數的代數函數使得,這裡可以寫成形式,這裡也為代數函數。所以用歸納法可以證明存在域擴張,使得,這裡。
- ,這是因為的所有根由使得。
- 由於5階及以上的一般n階方程的Galois群可以取得S_n,但容易證明當n&>=5時3中的合成群列不可能出現,所以沒有根式解。
一個Galois群是的例子是,這是因為它的Galois群顯然包含5階循環群(Sylow),另一方面其恰含有兩個復根所以包含一個對換,用對稱群的一個簡單結論可以知道其為S_5。
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至於知道Galois群後如何求出方程的根,可以用如下方法:
首先考察n階循環擴張E/F其中F包含n次單位根,由Kummer定理可以知道E=F(a),這裡a^n∈F。由Noether方程可以知道a對應於Gal(E/F)的特徵標群生成元。
所以我們通過遞歸調用上述演算法,即可得到任意可解Galois群的根式擴張。用這個方法也可以推出3,4次方程的根式解,這也是拉格朗日預解式得原始思想。
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至於知道多項式後如何求出它的Galois群,可以參考:http://www.uncg.edu/mat/numbertheory/summerschool/pdf/roberts-2013-galois-I.pdf事實上這些東西在現在的計算機代數系統比如Maple,Magama等都有實現。
Reference[1]. Abel"s Proof: An Essay on the Sources and Meaning of Mathematical Unsolvability: Peter Pesic: 9780262661829: Amazon.com: Books[2]. http://www.math.caltech.edu/~jimlb/abel.pdf[3]. 現代方法可以參考E.Artin 的 Galois Theory.請問王飛,你列的目錄是哪一本書?謝謝!
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