4 votos

Qué es Gal $_\mathbb{Q}(x^4 + 5x^3 + 10x + 5)$ ?

Encuentra a Gal $_\mathbb{Q}(x^4 + 5x^3 + 10x + 5)$ y Gal $_\mathbb{Q}(x^4 - 2)$

Estaba probando el segundo, que creo que es el caso más fácil. Sin embargo no soy capaz de probarlo. Esto es lo que sé

(1) Las raíces del polinomio $x^4 - 2$ dado por $$\psi_k = 2^{\frac{1}{4}}\exp^{i\displaystyle\frac{\pi k}{2}}, k = 0,...,3$$

(2) El campo de división de $x^4 -2$ es $\mathbb{Q}(2^{\frac{1}{4}},i)$ .

(3) $\mathbb{Q}(2^{\frac{1}{4}},i)$ es una extensión de Galois.

(4) $x^4 - 2$ es un polinomio irreducible (por el criterio de Einsesteins) sobre $\mathbb{Q}$

(5) El grado de esta extensión es el mismo que el orden del grupo de Galois de esta extensión.

Necesito encontrar el grupo al que $\mathrm{Gal}_\mathbb{Q}(x^4 - 2)$ es isomorfo. Sé que es $D_4$ pero no estoy seguro de cómo probarlo.

¿Cómo construyo el isomorfismo entre la permutación en el grupo galois y $D_4$ ?

También para el otro polinomio, no tengo ni idea de cómo proceder.

3voto

GreginGre Puntos 121

Para $X^4-2$ En este caso, tienes esencialmente dos métodos, dependiendo de lo que sepas.

En primer lugar, debe determinar el grado de su extensión. Establezca $M=\mathbb{Q}(\sqrt[4]{2})$ y $L=M(i)=\mathbb{Q}(\sqrt[4]{2},i)$ .

Usted tiene $[M:\mathbb{Q}]=4$ y $[M(i):M]=2$ (evidentemente, este título es lo más $2$ desde $i^2+1=0$ pero esto es exactamente $2$ ya que $M\subset \mathbb{R}$ Así que $i\notin M$ .

Por lo tanto, $[L:\mathbb{Q}]=8$ . Sea $G={\rm Gal}(L/\mathbb{Q})$ .

Primer método. Para ello es necesario conocer la clasificación de los grupos de orden $8$ y la correspondencia de Galois.

Obsérvese que el subgrupo ${\rm Gal}(L/M)$ de $G$ no es normal, ya que la extensión $M/\mathbb{Q}$ no es Galois (esto forma parte de la correspondencia de Galois).

Ahora hay 5 grupos de orden 8: 3 grupos abelianos, $D_4$ y $Q_8$ (grupo de cuaterniones). Obsérvese que $D_4$ es el único grupo de orden $8$ que tiene un subgrupo que no es normal.

De ahí que su grupo sea necesariamente $D_4$ .

Segundo método. Hay que calcular todos los automorfismos de $L$ utilizando los métodos estándar, y luego ty para identificar el grupo en la lista de arriba, jugando con las relaciones de conmutación, órdenes... Supongo que usted sabe cómo extender un $\mathbb{Q}$ -Embarcación $K\to \mathbb{C}$ a una incrustación $K(\alpha)\to \mathbb{C}, $ donde $\alpha$ es algebraico sobre $K$ .

El $\mathbb{Q}$ -encuentros de $K=\mathbb{Q}(i)$ en $\mathbb{C}$ son $Id_K$ y $\tau$ , donde $\tau(i)=-i$ .

El polinomio mínimo de $\alpha=\sqrt[4]{2}$ en $K$ es $X^4-2$ (¿por qué?), así que $Id_K$ se extiende a $4$ automorfismos $\sigma_k$ , donde $\sigma_k(i)=i, \ \sigma_k(\alpha)=i^k\alpha, k=0,...,3$

Ahora , $\tau(X^4-2)=X^4-2\in K[X]$ Así que $\tau$ se extiende a $4$ automorfismos $\sigma'_k$ , donde $\sigma'(i)=-i, \ \sigma'_k(\alpha)=i^k\alpha, k=0,...,3$ .

No, necesitas encontrar un elemento de orden 4, y un elemento de orden 2, que satisfagan la relación de conmutación correcta. Te dejo que escribas los detalles.

Para el segundo polinomio, hay un resultado que debes conocer:

dejar $P$ sea un polinomio irreducible de $\mathbb{Q}[X]$ que es mónico y tiene coeficientes en $\mathbb{Z}$ . Sea $p$ sea un número primo. Supongamos que $P$ mod $p$ puede escribirse como $\pi_1\cdots\pi_r,$ donde $\pi_1,\cdots,\pi_r\in\mathbb{F}_p[X]$ son polinomios irreducibles distintos por pares.

Si $d_i=\deg(\pi_i)$ entonces el grupo de Galois de $P$ en $\mathbb{Q}$ (visto como un subgrupo de $S_n,$ donde $n=\deg(P)$ ) contiene una permutación de tipo $(d_1,\ldots, d_r)$ .

0voto

Dietrich Burde Puntos 28541

Se han calculado los grupos de Galois de los cúbicos y los cuárticos aquí . Se observa el discriminante de $f$ , sea o no un cuadrado, y en el resolvente cúbico, sea o no irreducible; véase la sección $3$ y $4$ . Como resumen, del Corolario $4.3$ , Tabla $8$ se puede leer fácilmente el grupo de Galois. En total, hay lo siguiente $5$ posibilidades, para los cuarticos, $S_4,A_4,D_4,C_4,C_2\times C_2$ .

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X