Minor improvements
This commit is contained in:
parent
9c4f912def
commit
aa7376e1f3
30
11.tex
30
11.tex
|
@ -6,12 +6,12 @@
|
||||||
\sideremark{Vorlesung 12}Bevor es richtig losgeht, stelle ich schnell noch
|
\sideremark{Vorlesung 12}Bevor es richtig losgeht, stelle ich schnell noch
|
||||||
einige Grundbegriffe zusammen, die wir später an allen möglichen Stellen
|
einige Grundbegriffe zusammen, die wir später an allen möglichen Stellen
|
||||||
brauchen. Den ersten Begriff erkläre ich am besten an einem Beispiel: betrachte
|
brauchen. Den ersten Begriff erkläre ich am besten an einem Beispiel: betrachte
|
||||||
den Körper $ℂ$. Wenn $K ⊂ ℂ$ irgendein Unterkörper ist, dann enthält
|
den Körper $ℂ$. Wenn $K ⊂ ℂ$ irgendein Unterkörper ist, dann enthält $K$ auf
|
||||||
$K$ auf jeden Fall die Zahlen $0$ und $1$, und damit auch $2=1+1$, das additive
|
jeden Fall die Zahlen $0$ und $1$, und damit auch $2=1+1$, das additive Inverse
|
||||||
Inverse $-2$, das multiplikative Inverse $\frac{1}{2}$, …. Am Ende erkennen wir,
|
$-2$, das multiplikative Inverse $\frac{1}{2}$, …. Am Ende erkennen wir, dass
|
||||||
dass $K$ den gesamten Unterkörper $ℚ$ enthalten muss. In diesem Sinne ist
|
$K$ den gesamten Unterkörper $ℚ$ enthalten muss. In diesem Sinne ist $ℚ$ also
|
||||||
$ℚ$ also der kleinste Unterkörper von $ℂ$. Das definieren wir jetzt für
|
der kleinste Unterkörper von $ℂ$. Das definieren wir jetzt für beliebige
|
||||||
beliebige Körper. Die folgende Beobachtung wiederholt \vref{bsp:3-1-2a}.
|
Körper. Die folgende Beobachtung wiederholt \vref{bsp:3-1-2a}.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{beobachtung}
|
\begin{beobachtung}
|
||||||
Es sei $L$ ein Körper, und es seien $(K_i)_{i ∈ I}$ Unterkörper. Dann ist
|
Es sei $L$ ein Körper, und es seien $(K_i)_{i ∈ I}$ Unterkörper. Dann ist
|
||||||
|
@ -27,8 +27,8 @@ definieren.
|
||||||
\end{definition}
|
\end{definition}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{notation}
|
\begin{notation}
|
||||||
Sei $p ∈ ℤ$ eine Primzahl. Dann ist $(p) ⊂ ℤ$ ein maximales Ideal
|
Sei $p ∈ ℤ$ eine Primzahl. Dann ist $(p) ⊂ ℤ$ ein maximales Ideal und $ℤ/(p)$
|
||||||
und $ℤ/(p)$ ist ein Körper, der mit $𝔽_p$ bezeichnet wird.
|
ist ein Körper, der mit $𝔽_p$ bezeichnet wird.
|
||||||
\end{notation}
|
\end{notation}
|
||||||
|
|
||||||
Für Primkörper gibt es gar nicht viele Möglichkeiten.
|
Für Primkörper gibt es gar nicht viele Möglichkeiten.
|
||||||
|
@ -50,15 +50,15 @@ Für Primkörper gibt es gar nicht viele Möglichkeiten.
|
||||||
\end{definition}
|
\end{definition}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}
|
\begin{satz}
|
||||||
Es sei $K$ ein endlicher Körper. Dann hat $K$ hat positive Charakteristik,
|
Es sei $K$ ein endlicher Körper. Dann hat $K$ hat positive Charakteristik, $p
|
||||||
$p = \operatorname{char}(K) > 0$, und es gibt eine Zahl $m ∈ ℕ$, so das
|
= \operatorname{char}(K) > 0$, und es gibt eine Zahl $m ∈ ℕ$, so das $K$ genau
|
||||||
$K$ genau $p^m$ Elemente hat.
|
$p^m$ Elemente hat.
|
||||||
\end{satz}
|
\end{satz}
|
||||||
\begin{proof}
|
\begin{proof}
|
||||||
Ein endlicher Körper kann nicht $ℚ$ als Unterkörper besitzen. Also ist
|
Ein endlicher Körper kann nicht $ℚ$ als Unterkörper besitzen. Also ist $p =
|
||||||
$p = \operatorname{char}(K) > 0$. Weil $K$ endlich ist, ist der
|
\operatorname{char}(K) > 0$. Weil $K$ endlich ist, ist der Erweiterungsgrad
|
||||||
Erweiterungsgrad $m := [K:𝔽_p] = \dim_{𝔽_p} K$ ebenfalls endlich. Ein
|
$m := [K:𝔽_p] = \dim_{𝔽_p} K$ ebenfalls endlich. Ein $m$-dimensionaler
|
||||||
$m$-dimensionaler Vektorraum über $𝔽_p$ hat aber $p^m$ viele Elemente.
|
Vektorraum über $𝔽_p$ hat aber $p^m$ viele Elemente.
|
||||||
\end{proof}
|
\end{proof}
|
||||||
|
|
||||||
Ich erinnere noch einmal an einige Körper, die wir in den vergangenen Kapiteln
|
Ich erinnere noch einmal an einige Körper, die wir in den vergangenen Kapiteln
|
||||||
|
|
35
12.tex
35
12.tex
|
@ -36,11 +36,11 @@ Der folgende Satz beantwortet die bescheidenere Frage, ob ein einzelnes
|
||||||
gegebenes Polynom $f ∈ K[x]$ immer eine Nullstelle in einem geeigneten
|
gegebenes Polynom $f ∈ K[x]$ immer eine Nullstelle in einem geeigneten
|
||||||
Oberkörper hat.
|
Oberkörper hat.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}\label{satz:12-1-2}
|
\begin{satz}\label{satz:12-1-2}%
|
||||||
Sei $K$ ein Körper und $f∈ K[x]$ ein nicht-konstantes Polynom. Dann gibt es
|
Sei $K$ ein Körper und $f∈ K[x]$ ein nicht-konstantes Polynom. Dann gibt es
|
||||||
einen Oberkörper $L ⊃ K$, in dem $f$ eine Nullstelle hat. Genauer: es sei $g$
|
einen Oberkörper $L ⊃ K$, in dem $f$ eine Nullstelle hat. Genauer: es sei $g$
|
||||||
ein nicht-konstanter irreduzibler Faktor von $f$. Dann hat $g$ im Körper
|
ein nicht-konstanter irreduzibler Faktor von $f$. Dann hat $g$ im Körper $L
|
||||||
$L := K[x]/(g)$ eine Nullstelle.
|
:= K[x]/(g)$ eine Nullstelle.
|
||||||
\end{satz}
|
\end{satz}
|
||||||
|
|
||||||
Der Beweis von Satz~\ref{satz:12-1-2} ist eine große Tautologie, verwirrt
|
Der Beweis von Satz~\ref{satz:12-1-2} ist eine große Tautologie, verwirrt
|
||||||
|
@ -107,7 +107,7 @@ wirklich sein soll.
|
||||||
\end{bsp}
|
\end{bsp}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bsp}
|
\begin{bsp}
|
||||||
Wenn $L$ ein algebraisch abgeschlossener Körper ist und $K⊂ L$ ein
|
Wenn $L$ ein algebraisch abgeschlossener Körper ist und $K ⊂ L$ ein
|
||||||
Unterkörper, dann ist der aus Satz und Definition~\vref{satzdef:aaieO}
|
Unterkörper, dann ist der aus Satz und Definition~\vref{satzdef:aaieO}
|
||||||
bekannte algebraische Abschluss von $K$ in $L$,
|
bekannte algebraische Abschluss von $K$ in $L$,
|
||||||
\[
|
\[
|
||||||
|
@ -123,7 +123,7 @@ wirklich sein soll.
|
||||||
über $K$. Also ist $a∈\overline{K}$.
|
über $K$. Also ist $a∈\overline{K}$.
|
||||||
\end{bsp}
|
\end{bsp}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{defn}[Algebraischer Abschluss eines Körpers]\label{def:aAeK}
|
\begin{defn}[Algebraischer Abschluss eines Körpers]\label{def:aAeK}%
|
||||||
Es sei $K$ ein Körper. Ein Oberkörper $L/K$ heißt \emph{algebraischer
|
Es sei $K$ ein Körper. Ein Oberkörper $L/K$ heißt \emph{algebraischer
|
||||||
Abschluss von $K$}\index{Algebraischer Abschluss!eines Körpers}, wenn
|
Abschluss von $K$}\index{Algebraischer Abschluss!eines Körpers}, wenn
|
||||||
Folgendes gilt.
|
Folgendes gilt.
|
||||||
|
@ -183,8 +183,8 @@ Schlagwort „Symmetrien einer Körpererweiterung“ diskutiert.
|
||||||
\end{definition}
|
\end{definition}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bsp}
|
\begin{bsp}
|
||||||
Betrachte die Körpererweiterung $ℂ/ℝ$. Die komplexe Konjugation
|
Betrachte die Körpererweiterung $ℂ/ℝ$. Die komplexe Konjugation $\varphi: ℂ →
|
||||||
$\varphi: ℂ → ℂ$ ist ein $ℝ$-Morphismus von $ℂ$ nach $ℂ$.
|
ℂ$ ist ein $ℝ$-Morphismus von $ℂ$ nach $ℂ$.
|
||||||
\end{bsp}
|
\end{bsp}
|
||||||
|
|
||||||
Der folgende Satz beschreibt die universelle Eigenschaft des algebraischen
|
Der folgende Satz beschreibt die universelle Eigenschaft des algebraischen
|
||||||
|
@ -192,25 +192,24 @@ Abschluss. Dieser Satz ist absolut zentral für die kommende Diskussion; er ist
|
||||||
der eigentliche Grund, warum Galois-Theorie überhaupt funktioniert. Wieder
|
der eigentliche Grund, warum Galois-Theorie überhaupt funktioniert. Wieder
|
||||||
werde ich den Satz aus Zeitgründen nicht beweisen.
|
werde ich den Satz aus Zeitgründen nicht beweisen.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}[Universelle Eigenschaft des algebraischen Abschluss]\label{Satz_K_Morphismus_Fortsetzung}
|
\begin{satz}[Universelle Eigenschaft des algebraischen Abschluss]\label{Satz_K_Morphismus_Fortsetzung}%
|
||||||
Es sei $K$ ein Körper und es sei $\overline{K}$ ein algebraischer Abschluss
|
Es sei $K$ ein Körper und es sei $\overline{K}$ ein algebraischer Abschluss
|
||||||
von $K$. Zusätzlich seien weitere algebraische Körpererweiterungen
|
von $K$. Zusätzlich seien weitere algebraische Körpererweiterungen $K ⊆ L_0 ⊆
|
||||||
$K ⊆ L_0 ⊆ L$ von $K$ gegeben, sowie ein $K$-Morphismus
|
L$ von $K$ gegeben, sowie ein $K$-Morphismus
|
||||||
\begin{equation*}
|
\begin{equation*}
|
||||||
\varphi_0 : L_0 → \overline{K}.
|
\varphi_0 : L_0 → \overline{K}.
|
||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
Dann existiert eine Fortsetzung von $\varphi_0$ zu einem $K$-Morphismus
|
Dann existiert eine Fortsetzung von $\varphi_0$ zu einem $K$-Morphismus
|
||||||
$\varphi : L → \overline{K}$. Mit anderen Worten: es existiert ein
|
$\varphi : L → \overline{K}$. Mit anderen Worten: es existiert ein
|
||||||
$K$-Morphismus $\varphi : L → \overline{K}$, sodass
|
$K$-Morphismus $\varphi : L → \overline{K}$, sodass $\varphi|_{L_0} =
|
||||||
$\varphi|_{L_0} = \varphi_0$ ist. \qed
|
\varphi_0$ ist. \qed
|
||||||
\end{satz}
|
\end{satz}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bsp}
|
\begin{bsp}
|
||||||
Es sei $K = L_0 = ℝ$, es sei $\overline{K} = L = ℂ$. Weiter sei
|
Es sei $K = L_0 = ℝ$, es sei $\overline{K} = L = ℂ$. Weiter sei $\varphi_0 :
|
||||||
$\varphi_0 : ℝ → ℝ$ die Identität. Dann gibt es \emph{zwei} Fortsetzungen von
|
ℝ → ℝ$ die Identität. Dann gibt es \emph{zwei} Fortsetzungen von $\varphi_0$
|
||||||
$\varphi_0$ zu einem $ℝ$-Morphismus $\varphi: ℂ → ℂ$; wir können für $\varphi$
|
zu einem $ℝ$-Morphismus $\varphi: ℂ → ℂ$; wir können für $\varphi$ einerseits
|
||||||
einerseits die Identität nehmen, andererseits ist auch die
|
die Identität nehmen, andererseits ist auch die Konjugationsabbildung möglich.
|
||||||
Konjugationsabbildung möglich.
|
|
||||||
\end{bsp}
|
\end{bsp}
|
||||||
|
|
||||||
Als Konsequenz der universellen Eigenschaft erhalten wir die Eindeutigkeit des
|
Als Konsequenz der universellen Eigenschaft erhalten wir die Eindeutigkeit des
|
||||||
|
@ -218,7 +217,7 @@ algebraischen Abschlusses bis auf nicht-kanonische Isomorphie. Obwohl die
|
||||||
Isomorphie nicht kanonisch ist, spricht man in der Literatur häufig nicht ganz
|
Isomorphie nicht kanonisch ist, spricht man in der Literatur häufig nicht ganz
|
||||||
korrekt von „dem“ algebraischen Abschluss.
|
korrekt von „dem“ algebraischen Abschluss.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{kor}[Eindeutigkeit des alg.~Abschluss bis auf nicht-kanonische Isomorphie]\label{cor:edaa}
|
\begin{kor}[Eindeutigkeit des alg.~Abschluss bis auf nicht-kanonische Isomorphie]\label{cor:edaa}%
|
||||||
Es sei $K$ ein Körper und es seien $\overline{K}_1$ und $\overline{K}_2$ zwei
|
Es sei $K$ ein Körper und es seien $\overline{K}_1$ und $\overline{K}_2$ zwei
|
||||||
algebraische Abschlüsse. Dann gibt es einen $K$-Isomorphismus $K_1 → K_2$.
|
algebraische Abschlüsse. Dann gibt es einen $K$-Isomorphismus $K_1 → K_2$.
|
||||||
\end{kor}
|
\end{kor}
|
||||||
|
|
53
13.tex
53
13.tex
|
@ -24,16 +24,16 @@ Zerfällungskörper. Was das ist, erkläre ich jetzt.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bemerkung}
|
\begin{bemerkung}
|
||||||
Die Elemente $a_1, …, a_n$ aus Definition~\ref{def:zerf} sind genau die
|
Die Elemente $a_1, …, a_n$ aus Definition~\ref{def:zerf} sind genau die
|
||||||
Nullstellen des Polynoms $f ∈ L[x]$. Insbesondere sind die Elemente
|
Nullstellen des Polynoms $f ∈ L[x]$. Insbesondere sind die Elemente $a_1, …,
|
||||||
$a_1, …, a_n$ eindeutig bis auf Vertauschung.
|
a_n$ eindeutig bis auf Vertauschung.
|
||||||
\end{bemerkung}
|
\end{bemerkung}
|
||||||
|
|
||||||
Der folgende Satz fasst die ersten Eigenschaften von Zerfällungskörpern
|
Der folgende Satz fasst die ersten Eigenschaften von Zerfällungskörpern
|
||||||
zusammen.
|
zusammen.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}\label{satz:13-0-3}
|
\begin{satz}\label{satz:13-0-3}%
|
||||||
Es sei $K$ ein Körper und es sei $f ∈ K[x]$ ein nicht-konstantes Polynom.
|
Es sei $K$ ein Körper und es sei $f ∈ K[x]$ ein nicht-konstantes Polynom. Dann
|
||||||
Dann gilt Folgendes.
|
gilt Folgendes.
|
||||||
\begin{enumerate}
|
\begin{enumerate}
|
||||||
\item Das Polynom $f$ besitzt einen Zerfällungskörper.
|
\item Das Polynom $f$ besitzt einen Zerfällungskörper.
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -69,17 +69,15 @@ Beispielen $K = ℚ$, sodass man einen Zerfällungskörper als Teilmenge der
|
||||||
komplexen Zahlen konstruieren wird.
|
komplexen Zahlen konstruieren wird.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bsp}
|
\begin{bsp}
|
||||||
Es sei $K = ℚ$ und es sei $f = x²-2 ∈ ℚ[x]$. Dann ist
|
Es sei $K = ℚ$ und es sei $f = x²-2 ∈ ℚ[x]$. Dann ist $L = ℚ(\sqrt 2,-\sqrt2)
|
||||||
$L = ℚ(\sqrt 2,-\sqrt2) = ℚ(\sqrt2) ⊆ ℝ$ ein Zerfällungskörper
|
= ℚ(\sqrt2) ⊆ ℝ$ ein Zerfällungskörper von $f$.
|
||||||
von $f$.
|
|
||||||
\end{bsp}
|
\end{bsp}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bsp}
|
\begin{bsp}
|
||||||
Es sei $K = ℚ$ und es sei $f = x³-2 ∈ ℚ[x]$. Betrachte die komplexe Zahl
|
Es sei $K = ℚ$ und es sei $f = x³-2 ∈ ℚ[x]$. Betrachte die komplexe Zahl $ξ
|
||||||
$ξ := e^{\frac{2π i}{3}}$. Dann sind die komplexen Zahlen
|
:= e^{\frac{2π i}{3}}$. Dann sind die komplexen Zahlen $a_0 := \sqrt[3]{2}$,
|
||||||
$a_0 := \sqrt[3]{2}$, $a_1 := ξ·\sqrt[3]{2}$ und $a_2 := ξ_3²·\sqrt[3]{2}$
|
$a_1 := ξ·\sqrt[3]{2}$ und $a_2 := ξ_3²·\sqrt[3]{2}$ genau die komplexen
|
||||||
genau die komplexen Nullstellen von $f$. Also ein Zerfällungskörper gegeben
|
Nullstellen von $f$. Also ein Zerfällungskörper gegeben durch
|
||||||
durch
|
|
||||||
\[
|
\[
|
||||||
L = ℚ(a_0, a_1, a_2) = ℚ \Bigl(\sqrt[3]{2}, ξ \Bigr).
|
L = ℚ(a_0, a_1, a_2) = ℚ \Bigl(\sqrt[3]{2}, ξ \Bigr).
|
||||||
\]
|
\]
|
||||||
|
@ -101,7 +99,7 @@ komplexen Zahlen konstruieren wird.
|
||||||
ich endlich erklären, was es mit meinem ständigen Reden von „Symmetrien“ auf
|
ich endlich erklären, was es mit meinem ständigen Reden von „Symmetrien“ auf
|
||||||
sich hat.
|
sich hat.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{situation}\label{sit:gal}
|
\begin{situation}\label{sit:gal}%
|
||||||
Es sei $K$ ein Körper, es sei $f ∈ K[x]$ ein nicht-konstantes Polynom und es
|
Es sei $K$ ein Körper, es sei $f ∈ K[x]$ ein nicht-konstantes Polynom und es
|
||||||
sei $L/K$ ein Zerfällungskörper von $f$. Weiter seien $a_1, …, a_n$ die
|
sei $L/K$ ein Zerfällungskörper von $f$. Weiter seien $a_1, …, a_n$ die
|
||||||
Nullstellen von $f$ in $L$.
|
Nullstellen von $f$ in $L$.
|
||||||
|
@ -112,7 +110,7 @@ beiden Beobachtungen klären die Frage fast vollständig. Die Beobachtungen
|
||||||
zeigen auch, dass es sich bei der Frage um ein kombinatorisches Problem handelt,
|
zeigen auch, dass es sich bei der Frage um ein kombinatorisches Problem handelt,
|
||||||
das wohl am besten in Termen endlicher Gruppen beantwortet werden sollte.
|
das wohl am besten in Termen endlicher Gruppen beantwortet werden sollte.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{beobachtung}[$K$-Morphismen geben Permutationen]\label{beob:p1}
|
\begin{beobachtung}[$K$-Morphismen geben Permutationen]\label{beob:p1}%
|
||||||
In Situation~\ref{sit:gal} sei $\varphi: L → L$ ein $K$-Morphismus. Schreibe
|
In Situation~\ref{sit:gal} sei $\varphi: L → L$ ein $K$-Morphismus. Schreibe
|
||||||
$f(x) = \sum b_i·xⁱ$. Wenn $a_• ∈ L$ eine der Nullstellen von $f$ ist, dann
|
$f(x) = \sum b_i·xⁱ$. Wenn $a_• ∈ L$ eine der Nullstellen von $f$ ist, dann
|
||||||
ist
|
ist
|
||||||
|
@ -130,7 +128,7 @@ das wohl am besten in Termen endlicher Gruppen beantwortet werden sollte.
|
||||||
\end{equation}
|
\end{equation}
|
||||||
\end{beobachtung}
|
\end{beobachtung}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{beobachtung}[$K$-Morphismen sind durch Permutationen eindeutig beschrieben]\label{beob:p2}
|
\begin{beobachtung}[$K$-Morphismen sind durch Permutationen eindeutig beschrieben]\label{beob:p2}%
|
||||||
In Situation~\ref{sit:gal} wissen wir schon, dass $L = K(a_1, …, a_n)$ ist.
|
In Situation~\ref{sit:gal} wissen wir schon, dass $L = K(a_1, …, a_n)$ ist.
|
||||||
Ich kann also jedes Element $ℓ ∈ L$ als endliche Summe schreiben,
|
Ich kann also jedes Element $ℓ ∈ L$ als endliche Summe schreiben,
|
||||||
\[
|
\[
|
||||||
|
@ -169,18 +167,18 @@ einfach mal nicht mache. Der einzig wichtige Punkt ist, dass Polynome immer
|
||||||
\emph{endliche} Summen sind. Insbesondere treten in jedem einzelnen Polynom
|
\emph{endliche} Summen sind. Insbesondere treten in jedem einzelnen Polynom
|
||||||
immer nur endlich viele Variablen auf.
|
immer nur endlich viele Variablen auf.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{defn}[Ringadjunktion]\label{def:ringad}
|
\begin{defn}[Ringadjunktion]\label{def:ringad}%
|
||||||
Es sei $S$ ein Ring und es sei $R ⊂ S$ ein Unterring. Weiter sei
|
Es sei $S$ ein Ring und es sei $R ⊂ S$ ein Unterring. Weiter sei
|
||||||
$(a_λ)_{λ∈Λ}$ eine Familie von Elementen aus $S$. Dann bezeichnet man mit
|
$(a_λ)_{λ∈Λ}$ eine Familie von Elementen aus $S$. Dann bezeichnet man mit
|
||||||
$R\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr]$ das Bild von $R\bigl[(x_λ)_{λ∈Λ}\bigr]$ unter
|
$R\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr]$ das Bild von $R\bigl[(x_λ)_{λ∈Λ}\bigr]$ unter dem
|
||||||
dem Substitutionsmorphismus
|
Substitutionsmorphismus
|
||||||
\[
|
\[
|
||||||
R\bigl[(x_λ)_{λ∈Λ}\bigr] → S, \quad f(x_{λ_1}, …, x_{λ_m}) ↦
|
R\bigl[(x_λ)_{λ∈Λ}\bigr] → S, \quad f(x_{λ_1}, …, x_{λ_m}) ↦
|
||||||
f(a_{λ_1}, …, a_{λ_m})
|
f(a_{λ_1}, …, a_{λ_m})
|
||||||
\]
|
\]
|
||||||
Man sagt, der Unterring $R\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr] ⊂ S$ entsteht aus
|
Man sagt, der Unterring $R\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr] ⊂ S$ entsteht aus $R$ durch
|
||||||
$R$ durch \emph{Adjunktion} der Elemente $(a_λ)_{λ∈Λ}$. Den Vorgang nennt
|
\emph{Adjunktion} der Elemente $(a_λ)_{λ∈Λ}$. Den Vorgang nennt man
|
||||||
man \emph{Ringadjunktion}\index{Ringadjunktion}.
|
\emph{Ringadjunktion}\index{Ringadjunktion}.
|
||||||
\end{defn}
|
\end{defn}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{beobachtung}
|
\begin{beobachtung}
|
||||||
|
@ -202,8 +200,7 @@ Gegeben eine Körpererweiterung $L/K$ und eine Teilmenge $(a_λ)_{λ∈Λ}$ von
|
||||||
dann kann ich den Unterring $K\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr]$ und den Unterkörper
|
dann kann ich den Unterring $K\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr]$ und den Unterkörper
|
||||||
$K\bigl( (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr)$ vergleichen. Offenbar gilt immer
|
$K\bigl( (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr)$ vergleichen. Offenbar gilt immer
|
||||||
\[
|
\[
|
||||||
K ⊆ K\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr] ⊆ K\bigl( (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr)
|
K ⊆ K\bigl[(a_λ)_{λ∈Λ}\bigr] ⊆ K\bigl( (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr) ⊆ L.
|
||||||
⊆ L.
|
|
||||||
\]
|
\]
|
||||||
Die folgenden Sätze klären, wann Gleichheit herrscht. Die Sätze klären auch
|
Die folgenden Sätze klären, wann Gleichheit herrscht. Die Sätze klären auch
|
||||||
noch einmal, warum SAGE eckige Klammern verwendet und den Körper „$ℚ$ adjungiert
|
noch einmal, warum SAGE eckige Klammern verwendet und den Körper „$ℚ$ adjungiert
|
||||||
|
@ -221,8 +218,8 @@ auch noch einmal Fußnote~\vref{foot:sage} an.
|
||||||
\begin{proof}
|
\begin{proof}
|
||||||
Wir wissen schon, dass $K\bigl[ (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr]$ der kleinste Unterring des
|
Wir wissen schon, dass $K\bigl[ (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr]$ der kleinste Unterring des
|
||||||
Körpers $L$ ist, der $K$ und $(a_λ)_{λ∈Λ}$ enthält. Gemäß der universellen
|
Körpers $L$ ist, der $K$ und $(a_λ)_{λ∈Λ}$ enthält. Gemäß der universellen
|
||||||
Eigenschaft ist der Quotientenkörper der kleinste Körper, der
|
Eigenschaft ist der Quotientenkörper der kleinste Körper, der $K\bigl[
|
||||||
$K\bigl[ (a_λ)_{λ∈Λ} \bigr]$ enthält, also gleich $K\bigl((a_λ)_{λ∈Λ}\bigr)$.
|
(a_λ)_{λ∈Λ} \bigr]$ enthält, also gleich $K\bigl((a_λ)_{λ∈Λ}\bigr)$.
|
||||||
\end{proof}
|
\end{proof}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}[Ringadjunktion vs Körperadjunktion]
|
\begin{satz}[Ringadjunktion vs Körperadjunktion]
|
||||||
|
@ -236,8 +233,8 @@ auch noch einmal Fußnote~\vref{foot:sage} an.
|
||||||
K(a) = K + K·a + ⋯ + K·a^{n-1}
|
K(a) = K + K·a + ⋯ + K·a^{n-1}
|
||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
wobei $n= [a : K]$ ist. Also ist $K(a) = K[a]$. Wenn das Elemente $a$
|
wobei $n= [a : K]$ ist. Also ist $K(a) = K[a]$. Wenn das Elemente $a$
|
||||||
transzendent ist, dann ist $K[x] ≅ K[a]$ kein Körper und deshalb ist
|
transzendent ist, dann ist $K[x] ≅ K[a]$ kein Körper und deshalb ist $K[a] ≠
|
||||||
$K[a] ≠ K(a)$.
|
K(a)$.
|
||||||
\end{proof}
|
\end{proof}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{kor}[Ringadjunktion vs Körperadjunktion]
|
\begin{kor}[Ringadjunktion vs Körperadjunktion]
|
||||||
|
|
103
14.tex
103
14.tex
|
@ -13,7 +13,7 @@ Nullstellen beschrieben sind, frage ich mich vermutlich als erstes, wie viele
|
||||||
Nullstellen es eigentlich gibt. Kann es überhaupt vorkommen, dass $a$ eine
|
Nullstellen es eigentlich gibt. Kann es überhaupt vorkommen, dass $a$ eine
|
||||||
mehrfache Nullstelle von $f$ ist?
|
mehrfache Nullstelle von $f$ ist?
|
||||||
|
|
||||||
\begin{beobachtung}\label{beo:14-0-1}
|
\begin{beobachtung}\label{beo:14-0-1}%
|
||||||
Wenn $K = ℚ$ ist, geht das nicht. Denn wenn $a$ eine mehrfache Nullstelle
|
Wenn $K = ℚ$ ist, geht das nicht. Denn wenn $a$ eine mehrfache Nullstelle
|
||||||
ist, also $f = (x-a)²·g ∈ ℂ[x]$ wäre, dann kann ich die Ableitung betrachten,
|
ist, also $f = (x-a)²·g ∈ ℂ[x]$ wäre, dann kann ich die Ableitung betrachten,
|
||||||
\[
|
\[
|
||||||
|
@ -46,14 +46,14 @@ Andererseits kann man die Ableitungsregeln ganz formal kopieren:
|
||||||
\end{matrix}
|
\end{matrix}
|
||||||
\right.
|
\right.
|
||||||
\]
|
\]
|
||||||
In der Praxis ist man meist zu faul und schreibt statt $φ(n) ∈ R$ einfach
|
In der Praxis ist man meist zu faul und schreibt statt $φ(n) ∈ R$ einfach $n ∈
|
||||||
$n ∈ R$. Aber Achtung! Die Abbildung $φ$ ist nicht immer injektiv! Es gilt
|
R$. Aber Achtung! Die Abbildung $φ$ ist nicht immer injektiv! Es gilt zum
|
||||||
zum Beispiel $p = 0 ∈ 𝔽_p$.
|
Beispiel $p = 0 ∈ 𝔽_p$.
|
||||||
\end{notation}
|
\end{notation}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{definition}[Formale Ableitung]\label{Def_formale_Ableitung}
|
\begin{definition}[Formale Ableitung]\label{Def_formale_Ableitung}%
|
||||||
Es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins. Wenn jetzt ein Polynom
|
Es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins. Wenn jetzt ein Polynom $f =
|
||||||
$f = \sum_{i=0}^{n}a_i·xⁱ ∈ R[x]$ gegeben ist, dann nenne das Polynom
|
\sum_{i=0}^{n}a_i·xⁱ ∈ R[x]$ gegeben ist, dann nenne das Polynom
|
||||||
\begin{equation*}
|
\begin{equation*}
|
||||||
f' = \sum_{i=1}^{n} i· a_i· x^{i-1}∈ R[x]
|
f' = \sum_{i=1}^{n} i· a_i· x^{i-1}∈ R[x]
|
||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
|
@ -62,7 +62,7 @@ Andererseits kann man die Ableitungsregeln ganz formal kopieren:
|
||||||
Iteration der Ableitung definiert.
|
Iteration der Ableitung definiert.
|
||||||
\end{definition}
|
\end{definition}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bemerkung}[Ableitung kann überraschend verschwinden]\label{bem:14-1-3}
|
\begin{bemerkung}[Ableitung kann überraschend verschwinden]\label{bem:14-1-3}%
|
||||||
Es kann vorkommen, dass $\deg f >0$ ist, aber trotzdem $f' = 0$. Wenn nämlich
|
Es kann vorkommen, dass $\deg f >0$ ist, aber trotzdem $f' = 0$. Wenn nämlich
|
||||||
Sei $K$ ein Körper der Charakteristik $p>0$, beispielsweise $K = 𝔽_p$. Dann
|
Sei $K$ ein Körper der Charakteristik $p>0$, beispielsweise $K = 𝔽_p$. Dann
|
||||||
ist $p = 0 ∈ R$ und das Polynom $f(x) = x^p$ hat daher die formale Ableitung
|
ist $p = 0 ∈ R$ und das Polynom $f(x) = x^p$ hat daher die formale Ableitung
|
||||||
|
@ -72,7 +72,7 @@ Andererseits kann man die Ableitungsregeln ganz formal kopieren:
|
||||||
Trotzdem ist $f$ aber nicht konstant, denn $f(1) = 1$ und $f(0) = 0$.
|
Trotzdem ist $f$ aber nicht konstant, denn $f(1) = 1$ und $f(0) = 0$.
|
||||||
\end{bemerkung}
|
\end{bemerkung}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}[Rechenregeln für die formale Ableitung]\label{Satz_Rechenregeln_Ableitung}
|
\begin{satz}[Rechenregeln für die formale Ableitung]\label{Satz_Rechenregeln_Ableitung}%
|
||||||
Es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins und es seien $f$, $g ∈ R[x]$.
|
Es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins und es seien $f$, $g ∈ R[x]$.
|
||||||
Weiter sei ein Element $r ∈ R$ gegeben. Dann gilt Folgendes.
|
Weiter sei ein Element $r ∈ R$ gegeben. Dann gilt Folgendes.
|
||||||
\begin{enumerate}
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
@ -107,7 +107,7 @@ bestimmen. Was war noch einmal die Ordnung?
|
||||||
in $R[x]$ gelten.
|
in $R[x]$ gelten.
|
||||||
\end{defn}
|
\end{defn}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{kor}\label{Korollar_Ableitung_an_Nullstelle}
|
\begin{kor}\label{Korollar_Ableitung_an_Nullstelle}%
|
||||||
Es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins, und es sei ein Polynom $f ∈ R[x]$
|
Es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins, und es sei ein Polynom $f ∈ R[x]$
|
||||||
der Form $f = (x-a)^m· g$ gegeben, mit $a∈ R$ und $g∈ R[x]$. Dann ist
|
der Form $f = (x-a)^m· g$ gegeben, mit $a∈ R$ und $g∈ R[x]$. Dann ist
|
||||||
\begin{equation*}
|
\begin{equation*}
|
||||||
|
@ -124,11 +124,10 @@ bestimmen. Was war noch einmal die Ordnung?
|
||||||
\begin{equation*}
|
\begin{equation*}
|
||||||
f(a) = f'(a) = ⋯ = f^{(m-1)}(a) = 0
|
f(a) = f'(a) = ⋯ = f^{(m-1)}(a) = 0
|
||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
ist. Wenn $R$ ein Körper der Charakteristik $0$ ist, also insbesondere
|
ist. Wenn $R$ ein Körper der Charakteristik $0$ ist, also insbesondere $m! ≠
|
||||||
$m! ≠ 0 ∈ R$ ist, dann ist $f^{(m)}(a) ≠ 0$, wenn $a$ eine $m$-fache
|
0 ∈ R$ ist, dann ist $f^{(m)}(a) ≠ 0$, wenn $a$ eine $m$-fache Nullstelle von
|
||||||
Nullstelle von $f$ ist. Wir haben aber schon in Bemerkung~\ref{bem:14-1-3}
|
$f$ ist. Wir haben aber schon in Bemerkung~\ref{bem:14-1-3} gesehen, dass man
|
||||||
gesehen, dass man über beliebigen Körpern die Nullstellenordnung so nicht
|
über beliebigen Körpern die Nullstellenordnung so nicht bestimmen kann!
|
||||||
bestimmen kann!
|
|
||||||
\end{beobachtung}
|
\end{beobachtung}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@ -155,7 +154,7 @@ diese Abbildung \textbf{linear} ist!
|
||||||
Gibt es eine solche Zahl nicht, so sagt man, dass $R$ Charakteristik 0 hat.
|
Gibt es eine solche Zahl nicht, so sagt man, dass $R$ Charakteristik 0 hat.
|
||||||
\end{defn}
|
\end{defn}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satzdef}[Frobenius-Endomorphismus]\label{DefSatz_Frobenius-Endomorphismus}
|
\begin{satzdef}[Frobenius-Endomorphismus]\label{DefSatz_Frobenius-Endomorphismus}%
|
||||||
Es sei $p$ eine Primzahl und es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins der
|
Es sei $p$ eine Primzahl und es sei $R$ ein kommutativer Ring mit Eins der
|
||||||
Charakteristik $p$. Dann ist die Abbildung
|
Charakteristik $p$. Dann ist die Abbildung
|
||||||
\begin{equation*}
|
\begin{equation*}
|
||||||
|
@ -199,8 +198,7 @@ Definition.
|
||||||
\emph{separabel}\index{separabel!Polynom}, wenn $f$ keine mehrfachen
|
\emph{separabel}\index{separabel!Polynom}, wenn $f$ keine mehrfachen
|
||||||
Nullstellen in $\overline{K}$ hat. Ein beliebiges nicht-konstantes Polynom
|
Nullstellen in $\overline{K}$ hat. Ein beliebiges nicht-konstantes Polynom
|
||||||
heißt separabel, wenn alle irreduziblen Faktoren separabel sind.
|
heißt separabel, wenn alle irreduziblen Faktoren separabel sind.
|
||||||
Nicht-separable Polynome heißen
|
Nicht-separable Polynome heißen \emph{inseparabel}\index{inseparabel!Polynom}.
|
||||||
\emph{inseparabel}\index{inseparabel!Polynom}.
|
|
||||||
\end{defn}
|
\end{defn}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{warnung}
|
\begin{warnung}
|
||||||
|
@ -210,7 +208,7 @@ Definition.
|
||||||
Separable Polynome können mithilfe des Frobenius-Morphismus genau beschrieben
|
Separable Polynome können mithilfe des Frobenius-Morphismus genau beschrieben
|
||||||
werden.
|
werden.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}\label{Satz_aequivalent_zu_inseparabel}
|
\begin{satz}\label{Satz_aequivalent_zu_inseparabel}%
|
||||||
Es sei $K$ ein Körper und es sei $f ∈ K[x]$ ein irreduzibles Polynom. Dann
|
Es sei $K$ ein Körper und es sei $f ∈ K[x]$ ein irreduzibles Polynom. Dann
|
||||||
sind die folgenden Aussagen äquivalent.
|
sind die folgenden Aussagen äquivalent.
|
||||||
\begin{enumerate}
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
@ -318,33 +316,33 @@ separabel, wenn alle Elemente separabel sind.
|
||||||
|
|
||||||
\sideremark{Vorlesung 15}
|
\sideremark{Vorlesung 15}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}\label{Satz_separabilitaet_Zwischenkoerper}
|
\begin{satz}\label{Satz_separabilitaet_Zwischenkoerper}%
|
||||||
Wenn $L/K$ eine separable Körpererweiterung ist und $Z$ ein Zwischenkörper,
|
Wenn $L/K$ eine separable Körpererweiterung ist und $Z$ ein Zwischenkörper,
|
||||||
dann sind auch $L/Z$ und $Z/K$ separabel.
|
dann sind auch $L/Z$ und $Z/K$ separabel.
|
||||||
\end{satz}
|
\end{satz}
|
||||||
\begin{proof}
|
\begin{proof}
|
||||||
Es ist klar, dass $Z/K$ separabel ist. Sei jetzt also $a ∈ L$. Wir müssen
|
Es ist klar, dass $Z/K$ separabel ist. Sei jetzt also $a ∈ L$. Wir müssen
|
||||||
zeigen, dass $a$ separabel über $Z$ ist. Dazu beobachten wird, dass das
|
zeigen, dass $a$ separabel über $Z$ ist. Dazu beobachten wird, dass das
|
||||||
Minimalpolynom von $a$ über $Z$ das Minimalpolynom von $a$ über $K$ teilt. Das
|
Minimalpolynom von $a$ über $Z$ das Minimalpolynom von $a$ über $K$ teilt.
|
||||||
letztere hat aber keine mehrfachen Nullstellen, also hat auch das erste keine
|
Das letztere hat aber keine mehrfachen Nullstellen, also hat auch das erste
|
||||||
mehrfachen Nullstellen.
|
keine mehrfachen Nullstellen.
|
||||||
\end{proof}
|
\end{proof}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
\subsection{Separabilität und Anzahl von $K$-Morphismen}
|
\subsection{Separabilität und Anzahl von $K$-Morphismen}
|
||||||
|
|
||||||
Im Folgenden ist ein wesentlicher Punkt, dass sich endliche separable
|
Im Folgenden ist ein wesentlicher Punkt, dass sich endliche separable
|
||||||
Körpererweiterungen $L/K$ durch die Anzahl der $K$-Homomorphismen
|
Körpererweiterungen $L/K$ durch die Anzahl der $K$-Homomorphismen $L →
|
||||||
$L → \overline{K}$ charakterisieren lassen. Als Anwendung erhalten wir eine
|
\overline{K}$ charakterisieren lassen. Als Anwendung erhalten wir eine Reihe
|
||||||
Reihe von Sätzen und Korollaren über separable Erweiterungen, die wir schon in
|
von Sätzen und Korollaren über separable Erweiterungen, die wir schon in ganz
|
||||||
ganz ähnlicher Form (und mit ganz ähnlichen Beweisen) für algebraische
|
ähnlicher Form (und mit ganz ähnlichen Beweisen) für algebraische Erweiterungen
|
||||||
Erweiterungen kennen. Die gesamte Diskussion baut auf folgendem Lemma auf.
|
kennen. Die gesamte Diskussion baut auf folgendem Lemma auf.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{lemma}\label{Lemma_Nullstellenanzahl_gleich_anzahl_der_Fortsetzungen}
|
\begin{lemma}\label{Lemma_Nullstellenanzahl_gleich_anzahl_der_Fortsetzungen}%
|
||||||
Es sei $L/K$ eine Körpererweiterung und $a ∈ L$ sei algebraisch über $K$, mit
|
Es sei $L/K$ eine Körpererweiterung und $a ∈ L$ sei algebraisch über $K$, mit
|
||||||
Minimalpolynom $f ∈ K[x] ⊆ L[x]$. Wenn $m$ die Anzahl der Nullstellen von $f$
|
Minimalpolynom $f ∈ K[x] ⊆ L[x]$. Wenn $m$ die Anzahl der Nullstellen von $f$
|
||||||
in $L$ bezeichnet, dann gibt es genau $m$ verschiedene $K$-Morphismen
|
in $L$ bezeichnet, dann gibt es genau $m$ verschiedene $K$-Morphismen $σ :
|
||||||
$σ : K(a) → L$.
|
K(a) → L$.
|
||||||
\end{lemma}
|
\end{lemma}
|
||||||
\begin{proof}
|
\begin{proof}
|
||||||
Ich erinnere an die Beobachtungen~\ref{beob:p1} und \vref{beob:p2}: Jeder
|
Ich erinnere an die Beobachtungen~\ref{beob:p1} und \vref{beob:p2}: Jeder
|
||||||
|
@ -357,9 +355,9 @@ Erweiterungen kennen. Die gesamte Diskussion baut auf folgendem Lemma auf.
|
||||||
\varphi_a : K[x] → K(a), \quad g ↦ g(a) \qquad\text{und}\qquad \varphi_b : K[x] → L, \quad g ↦ g(b).
|
\varphi_a : K[x] → K(a), \quad g ↦ g(a) \qquad\text{und}\qquad \varphi_b : K[x] → L, \quad g ↦ g(b).
|
||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
Weil $f(a) = f(b) = 0$ ist, ist $f ∈ \ker \varphi_a$ und $f ∈ \ker \varphi_b$.
|
Weil $f(a) = f(b) = 0$ ist, ist $f ∈ \ker \varphi_a$ und $f ∈ \ker \varphi_b$.
|
||||||
Weil $f$ irreduzibel ist, muss aber schon die Gleichheit
|
Weil $f$ irreduzibel ist, muss aber schon die Gleichheit $(f) = \ker \varphi_a
|
||||||
$(f) = \ker \varphi_a = \ker \varphi_b$ gelten. Also liefern $\varphi_a$ und
|
= \ker \varphi_b$ gelten. Also liefern $\varphi_a$ und $\varphi_b$
|
||||||
$\varphi_b$ $K$-Morphismen
|
$K$-Morphismen
|
||||||
\begin{equation*}
|
\begin{equation*}
|
||||||
\factor{K[x]}{(f)} \xrightarrow{ψ_a} K(a) \qquad\text{und}\qquad \factor{K[x]}{(f)} \xrightarrow{ψ_b} L,
|
\factor{K[x]}{(f)} \xrightarrow{ψ_a} K(a) \qquad\text{und}\qquad \factor{K[x]}{(f)} \xrightarrow{ψ_b} L,
|
||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
|
@ -373,7 +371,7 @@ die Anzahl von $K$-Morphismen charakterisieren. Als Konsequenz erhalten wir
|
||||||
eine Reihe von Sätzen, die wir für den Begriff der „algebraischen
|
eine Reihe von Sätzen, die wir für den Begriff der „algebraischen
|
||||||
Körpererweiterung“ in ganz ähnlicher Form schon kennen.
|
Körpererweiterung“ in ganz ähnlicher Form schon kennen.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}\label{Satz_11_10}
|
\begin{satz}\label{Satz_11_10}%
|
||||||
Es sei $L/K$ eine endliche (also insbesondere: algebraische) Körpererweiterung
|
Es sei $L/K$ eine endliche (also insbesondere: algebraische) Körpererweiterung
|
||||||
und es sei $n := [L:K]$. Dann gilt Folgendes.
|
und es sei $n := [L:K]$. Dann gilt Folgendes.
|
||||||
\begin{enumerate}
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
@ -396,9 +394,9 @@ Körpererweiterung“ in ganz ähnlicher Form schon kennen.
|
||||||
Man bette $M$ in $\overline{K}$ ein.
|
Man bette $M$ in $\overline{K}$ ein.
|
||||||
\end{proof}
|
\end{proof}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{kor}
|
\begin{kor}\label{cor:14-4-7}%
|
||||||
Sei $L = K[a_1, …, a_t]$, wobei $a_i$ stets separabel über
|
Sei $L = K(a_1, …, a_t)$, wobei $a_i$ stets separabel über $K(a_1, …,
|
||||||
$K[a_1, …, a_{i-1}]$ ist. Dann ist $L/K$ separabel.
|
a_{i-1})$ ist. Dann ist $L/K$ separabel.
|
||||||
\end{kor}
|
\end{kor}
|
||||||
\begin{proof}
|
\begin{proof}
|
||||||
Der Beweis von \ref{Satz_11_10} zeigt, dass es $n=\prod n_i$ viele
|
Der Beweis von \ref{Satz_11_10} zeigt, dass es $n=\prod n_i$ viele
|
||||||
|
@ -411,22 +409,25 @@ Körpererweiterung“ in ganz ähnlicher Form schon kennen.
|
||||||
separabel.
|
separabel.
|
||||||
\end{kor}
|
\end{kor}
|
||||||
\begin{proof}
|
\begin{proof}
|
||||||
Wir wissen schon, dass $M/K$ algebraisch ist. Sei $a∈ M$ ein Element und
|
Wir wissen schon, dass $M/K$ algebraisch ist. Sei also $a ∈ M$ irgendein
|
||||||
|
Element. Wir müssen zeigen, dass $a$ separabel über $K$ ist. Betrachte dazu
|
||||||
|
das Minimalpolynom von $a$ über dem Zwischenkörper $L$,
|
||||||
\begin{equation*}
|
\begin{equation*}
|
||||||
f = \underbrace{a_0+a_1· x+\dots +a_{n-1}x^{n-1}+x^n}_{∈ L[x]}
|
f = a_0+a_1· x+\dots +a_{n-1}·x^{n-1}+x^n ∈ L[x].
|
||||||
\end{equation*}
|
\end{equation*}
|
||||||
das zugehörige Minimalpolynom. Es gilt, dass $a$ separabel über
|
Es gilt, dass $a$ separabel über $K(a_0, …, a_{n-1})$ ist. Gegeben einen
|
||||||
$K[a_0, …, a_{n-1}] =: L^{n-1}$ ist. Weil die $a_i$ aber separabel über $K$
|
Index $i$, dann gilt nach Satz~\ref{Satz_separabilitaet_Zwischenkoerper} auch,
|
||||||
sind, ist $L^\prime[a] = K[a_0, …, a_{n-1}, a]$ separabel. Insbesondere ist
|
dass die $a_i$ separabel über $K(a_0, …, a_{i-1})$ sind. Also ist $K(a_0, …,
|
||||||
$a$ separabel.
|
a_{n-1}, a)$ nach Korollar~\ref{cor:14-4-7} separabel über $K$. Insbesondere
|
||||||
|
ist $a$ separabel über $K$.
|
||||||
\end{proof}
|
\end{proof}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
\subsection{Der separable Abschluss}
|
\subsection{Der separable Abschluss}
|
||||||
|
|
||||||
Erinnern Sie sich an den „algebraischen Abschluss eines Körpers in einem
|
Erinnern Sie sich an den „algebraischen Abschluss eines Körpers in einem
|
||||||
Oberkörper“, den wir in Satz~\vref{satzdef:aaieO} eingeführt haben? Auch
|
Oberkörper“, den wir in Satz~\vref{satzdef:aaieO} eingeführt haben? Auch dieser
|
||||||
dieser Satz und diese Definition lässt sich fast wortgleich in unseren Kontext
|
Satz und diese Definition lässt sich fast wortgleich in unseren Kontext
|
||||||
übertragen.
|
übertragen.
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satzdef}[Separabler algebraischer Abschluss, Separabilitätsgrad]
|
\begin{satzdef}[Separabler algebraischer Abschluss, Separabilitätsgrad]
|
||||||
|
@ -458,7 +459,7 @@ dieser Satz und diese Definition lässt sich fast wortgleich in unseren Kontext
|
||||||
unpassenden Witzen an, die sich nicht zum Abdruck eignen.
|
unpassenden Witzen an, die sich nicht zum Abdruck eignen.
|
||||||
\end{bsp}
|
\end{bsp}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{satz}\label{Satz_Aequivalente_Aussagen_Vollkommen}
|
\begin{satz}\label{Satz_Aequivalente_Aussagen_Vollkommen}%
|
||||||
Es sei $K$ ein Körper der Charakteristik $p>0$. Dann sind folgende Aussagen
|
Es sei $K$ ein Körper der Charakteristik $p>0$. Dann sind folgende Aussagen
|
||||||
äquivalent.
|
äquivalent.
|
||||||
\begin{enumerate}
|
\begin{enumerate}
|
||||||
|
@ -481,10 +482,10 @@ dieser Satz und diese Definition lässt sich fast wortgleich in unseren Kontext
|
||||||
\end{proof}
|
\end{proof}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{bemerkung}
|
\begin{bemerkung}
|
||||||
Das einfachste Beispiel für einen unvollkommenen Körper ist $K = 𝔽_p(t)$. Das
|
Das einfachste Beispiel für einen unvollkommenen Körper ist $K = 𝔽_p(t)$.
|
||||||
einfachste inseparable Polynom ist $x^p-t ∈ K[x]$. Wenn wir eine Nullstelle
|
Das einfachste inseparable Polynom ist $x^p-t ∈ K[x]$. Wenn wir eine
|
||||||
dieses Polynoms in $\overline{K}$ wählen und sinnigerweise mit $\sqrt[p]{t}$
|
Nullstelle dieses Polynoms in $\overline{K}$ wählen und sinnigerweise mit
|
||||||
bezeichnen, dann ist
|
$\sqrt[p]{t}$ bezeichnen, dann ist
|
||||||
\[
|
\[
|
||||||
\factor{K \Bigl( \sqrt[p]{t} \Bigr)}{K}
|
\factor{K \Bigl( \sqrt[p]{t} \Bigr)}{K}
|
||||||
\]
|
\]
|
||||||
|
|
Loading…
Reference in New Issue