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Isomorfismos de espacio del vector de $\mathbb{Q}(z)$ preservar al grupo de Galois (donde $z$ es una tercera raíz primitiva de la unidad)

Tome la extensión de campo $\mathbb{Q}(z)$ donde $z$ es una primitiva de la tercera raíz de la unidad y considerar el conjunto $A$ de espacio vectorial automorfismos de a$\mathbb{Q}(z)$, de modo que para $T \in A$ el mapa de $\phi \mapsto T\phi T^{-1}$ es un isomorfismo de que el grupo de Galois. Es fácil mostrar que $T \phi T^{-1}$ es un automorphism de la aditivo grupo de $\mathbb{Q}(z)$ desde $T$ $\phi$ son lineales. Sin embargo, muestra que $T \phi T^{-1}(ab)=T \phi T^{-1}(a) T \phi T^{-1}(b)$ por cada automorphism $\phi$ $a, b \in \mathbb{Q}(z)$ pone una condición en $T$.

Específicamente, me puede mostrar el uso de otros métodos que cualquier $T$ corrige el grado del polinomio mínimo de elementos de $\mathbb{Q}$ $T$ debe ser de la forma $1 \mapsto c, z \mapsto a+bz$ donde$b \neq 0$$a, b, c \in \mathbb{Q}$. A continuación, el multiplicativo condición en $T \phi T^{-1}$ da la condición de $a+c+ac=b$. Así pues, parece que los mapas de la forma $1 \mapsto c, z \mapsto a+(a+c+ac)z$ debería funcionar. Por desgracia, mis cálculos muestran que este tipo de mapas no forman un grupo y, sin embargo, desde mi definición de estos por encima de los mapas, parece que se debe. ¿Qué estoy haciendo mal aquí?

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Complejo conjugación $\phi:z\mapsto z^2=-1-z$ es el único no-trivial automorphism de $\mathbb{Q}(z)$, por lo que debemos tener $T\phi T^{-1}=\phi$, es decir, $T$ deben de viajar con $\phi$.

Como una transformación lineal de un espacio vectorial sobre los racionales $\phi$ es semisimple, y tiene autovalores $+1$ (resp. $-1$) con el real (resp. línea imaginaria) siendo los subespacios propios. Un hecho básico de los desplazamientos transformaciones lineales es que deben preservar los subespacios propios. En otras palabras, debemos tener $T(1)=c\in \mathbb{Q}, c\neq0$ (como se observa en el OP, también) así como de $T(\sqrt{-3})=a\sqrt{-3}$ algunos $a\in\mathbb{Q}, a\neq0$.

Resulta que estas condiciones son también suficientes. Este es tal vez más fácil de ver por la escritura lineal de las matrices de estas transformaciones lineales w.r.t. el eigenbasis $\{1,\sqrt{-3}\}$. Tenemos $$ M(\phi)=\left(\begin{array}{cc}1&0\\0&-1\end{array}\right),\quad \text{y}\quad M(T)=\left(\begin{array}{cc}c&0\\0&a\end{array}\right).$$ Es claro que estas matrices conmutan con independencia de la elección de $a,c\in\mathbb{Q}^*$. Anteriormente hemos demostrado que estas son las únicas posibilidades, por lo que la cuestión se resuelve en este caso.

Pero hacer observar que esta forma de pensar no generalizar a cúbicos extensiones de Galois. Una diferencia proviene de la posibilidad de que la conjugación por $T$ no necesita ser el trivial automorphism del grupo de Galois. Otra diferencia radica en el hecho de que los más pequeños de campo no contiene los autovalores de las matrices de los elementos del grupo de Galois. Un enfoque diferente va a ser necesario.

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