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Cómo obtener polinomial de los números algebraicos que no es número entero algebraico

Si conozco a un número, decir $3 + \sqrt{-5}$ es un entero algebraico, es fácil de averiguar el mínimo polinomio: $x^2$ menos de horas de seguimiento. $x$ más la norma, por ejemplo, $x^2 - 6x + 14$.

Pero si el número es un número algebraico, pero no es un entero algebraico, por ejemplo, $$\frac{3 + \sqrt{-5}}{7},$ $ ¿cómo puedo averiguar el mínimo polinomio? Sin pedir Wolfram Alpha?

Edición: Mark Bennett señaló en un comentario de que el mínimo fórmula polinómica, me dio el de arriba es específicamente para cuadrática enteros, no algebraica de los números enteros en general. Voy a considerar como válidas las respuestas que la dirección sólo números algebraicos de grado $2$.

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Lubin Puntos 21941

El método que yo uso para hacerlo es muy diferente de la de Greg.

Como Greg, veo un campo de $K$ que contiene la cantidad de $\alpha$, y uno necesita saber una $\Bbb Q$-base de $K$, decir $\{u_1,u_2,\cdots,u_n\}$. Entonces, yo a encontrar el polinomio característico de la $\Bbb Q$-lineal mapa de $\rho_\alpha:K\to K$, definido por $z\mapsto\alpha z$. (Esta es la "representación" en acción.) Use la base para esto, por supuesto, y la tarea puede ser tedioso. En caso de que haya sido tan afortunado como para tomar $K=\Bbb Q(\alpha)$, entonces este polinomio característico será lo que usted está buscando. De lo contrario, obtendrá un poder de la mínima polinomio; y que caso tiene se pueden comprobar fácilmente.

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ericharlow Puntos 844

(Ya que estamos discutiendo un mínimo de polinomios y números algebraicos, voy a asumir que usted tiene cierta familiaridad con la teoría de Galois. Si no, esta solución podría no ser demasiado útil). El cálculo que creo que le interesa es como sigue: En general, si usted tiene algunos algebraica de números, $\alpha$, usted puede encontrar algunos de Galois de la extensión de $K \supset \mathbb{Q}$$\alpha \in K$. Entonces, el polinomio mínimo de a $\alpha$ $m_\alpha(x) = \prod_{i} (x - \alpha_i)$ cuando la $\alpha_i$ son los distintos Galois conjugados de $\alpha$. Las razones de este cálculo obras son como sigue:

Se puede ver que el polinomio es la garantía de tener coeficientes en $\mathbb{Q}$ debido a la aplicación de cualquier elemento de $\operatorname{Gal}(K / \mathbb{Q})$ $m_\alpha(x)$le dará el mismo polinomio. Por lo tanto, la coeffients de $m_\alpha(x)$ se fija por todos los automorfismos en $\operatorname{Gal}(K / \mathbb{Q})$, lo que implica que todos ellos están en $\mathbb{Q}$.

Además, usted puede ver el minimality del grado de $m_\alpha$ con el siguiente argumento. Supongamos que $f(x) \in \mathbb{Q}[x]$$f(\alpha) = 0$. Entonces para cualquier $\sigma \in \operatorname{Gal}(K/\mathbb{Q})$,$f(\sigma(\alpha)) = \sigma(f(\alpha)) = \sigma(0) = 0$, lo que implica que todos los distintos Galois conjugado de $\alpha$ es una raíz de $f$. Por lo tanto, $m_\alpha(x)$ divide $f(x)$, lo que da la minimality de su grado.

Por el ejemplo que dan sobre con $\alpha = \frac{3 + \sqrt{-5}}{7}$, podemos ver que $\alpha \in \mathbb{Q}(\sqrt{-5})$, que tiene dos de los miembros de su grupo de Galois: la identidad y la automorphism que corrige $\mathbb{Q}$ y envía $\sqrt{-5}$$-\sqrt{-5}$. Por lo tanto, la Galois conjugados de $\alpha$ $\alpha$ sí y $\overline{\alpha} = \frac{3-\sqrt{-5}}{7}$. Entonces, el polinomio mínimo de a $\alpha$ está dado por $$m_\alpha(x) = (x - \alpha)(x - \overline{\alpha}) = x^2 - \frac{6}{7}x + \frac{2}{7}$$

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