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¿Cuándo es$\overline{K}/K$ una extensión de Galois de$K$?

Cuando se $\overline{K}/K$ Galois de la extensión de $K$ donde $\overline{K}$ representa la clausura algebraica de $K$? Tengo los tres siguientes extensiones:

$\overline{\mathbb{Q}}/\mathbb{Q}$,$\overline{\mathbb{F}_p}/\mathbb{F}_p$,$\overline{\mathbb{F_p} (t)}/\mathbb{F}_p (t)$

Sé que algebraicas cierre siempre es normal. Así que solo me falta comprobar si estos algebraicas cierres son separables o no. Pero algebraicas extensión de característica cero de campo y campo finito es siempre separables, por lo que los tres son Galois de la extensión.

Es mi razonamiento correcto? Gracias.

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Jherico Puntos 12554

El argumento para los dos primeros es correcto. El tercer campo no es ni característico$0$ ni finito.

De hecho, resulta que en el último caso la extensión no es separable, y la extensión no es Galois. Para ver esto considera el polinomio$X^p -t$. Es irreducible sobre$F_p(t)$ pero no es separable.

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Adam Malter Puntos 96

Como otros han dicho, tu razonamiento es correcto para los dos primeros ejemplos, pero no la tercera. Permítanme hablar de cómo responder a la pregunta de un campo general.

En general, si $K$ es un campo, entonces $\overline{K}/K$ es de Galois si bien $K$ tiene características de las $0$ o $K$ tiene características de las $p$ y cada elemento de a $K$ $p$th raíz. Un campo que se llama perfecto. De hecho, si algún elemento $a\in K$ no tienen un $p$th raíz, a continuación, $\sqrt[p]{a}\in \overline{K}$ no es separable sobre $K$. Por el contrario, si cada elemento de a $K$ $p$th raíz y $a\in\overline{K}$ es no separable, vamos a $f(x)$ ser el polinomio mínimo de a $a$. Desde $a$ es no separable, podemos escribir $f(x)=g(x^p)$ para algunos polinomio $g(x)\in K[x]$. Pero, como cada elemento de a $K$ $p$th raíz, podemos tomar la $p$th raíces de todos los coeficientes de $g$ conseguir $h(x)\in K[x]$ tal que $f(x)=h(x)^p$. Esto contradice irreductibilidad de $f(x)$.

En particular, un campo finito es perfecto desde $x\mapsto x^p$ es inyectiva y por lo tanto surjective ya que cualquier inyección de un conjunto finito a sí mismo es surjective. Pero $\mathbb{F}_p(t)$ no es perfecto, ya que $t$ no $p$th raíz.

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