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factorización de la cyclotomic $\Phi_n(x)$ $\Bbb F_p$

Se puede probar que el $\Phi_n(x)$ son irreducibles sobre $\Bbb Z$. Donde $\Phi_n(x)=\prod _{(a,n)=1}\zeta_n^a$ (i.e el producto de la primitiva n-rooth de la unidad). Quiero encontrar a una factorización de $\Phi_n$$\Bbb F_p$. He demostrado que todos los factores irreducibles de $\Phi_n$ $\Bbb F_p$ son del mismo grado, y que el grado de todos ellos es $d$. Donde $d$ es el orden de $p \in \Bbb Z_n^*$. Y desde $ Degree (\Phi_n ) = \phi(n) $, $\Phi_n$ es un producto de $ \frac{\phi(n)}{d}$ factores irreducibles de grado $d$. Para encontrar una explícita de la factorización , es una manera de poner un sistema de ecuaciones para encontrar los coeficientes de la irreductible factores, pero creo que es muy complicado.

Quiero saber si hay una forma de hacerlo, tal vez teniendo en cuenta lo que he dicho, sino más. Tal vez alguna relación en la irreductible factores, reduciría el sistema o algo así.

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Michael Steele Puntos 345

Los factorisations siga la factorización de $\Phi_n$ en los intermedios de los campos entre el$\mathbb Q$$\mathbb Q(\zeta_n)$.

Por ejemplo, supongamos $n=12$. Hay $4$ de los casos :

Si $p = 1 \pmod {12}$, $\Phi_{12}$ se divide en $\mathbb F_p$, así que tienes que encontrar una raíz primitiva de $1$, $\zeta_{12}$, a continuación, escriba $\Phi_{12}(X) = (X- \zeta_{12})(X- \zeta_{12}^5)(X- \zeta_{12}^7)(X- \zeta_{12}^{11})$

Si $p = 5 \pmod {12}$, entonces tiene la misma factorización en el $\mathbb Q(i)$,$(X^2-iX-1)(X^2+iX-1)$, por lo que sólo necesita encontrar una de las dos raíces cuadradas de $ -1$ $\mathbb F_p$ para obtener la factorización.

Si $p = 7 \pmod {12}$, entonces tiene la misma factorización en el $\mathbb Q(j)$,$(X^2-j)(X^2-j^2)$, por lo que sólo necesita para encontrar uno de los dos primitivos tercer raíces de $1$ $\mathbb F_p$ para obtener la factorización.

Si $p = 11 \pmod {12}$, entonces tiene la misma factorización en el $\mathbb Q(\sqrt 3)$,$(X^2-\sqrt 3 X + 1)(X^2+ \sqrt 3 X + 1)$, por lo que sólo necesita encontrar una de las dos raíces cuadradas de $3$ $\mathbb F_p$ para obtener la factorización.

En cualquier caso, encontrar a los factorisations significa que usted tiene que resolver algunas ecuaciones algebraicas en $\mathbb F_p$ (que no siempre son simples raíces por ejemplo si $n=7$ usted puede tener que encontrar a $\cos(2\pi/7)$ que es una raíz de un grado $3$ mientras que la ecuación no es una raíz cúbica), y en algunos casos, usted tiene que encontrar una primitiva $n$th raíz de $1$ raíz en $\mathbb F_p$.

Yo no creo que haya un gran salto en la dificultad de simplemente encontrar una raíz primitiva $\zeta_n$ $\mathbb F_{p^d}$ y, a continuación, calcular la irreductible factores que son todas las $(X- \zeta_n^k)(X - \zeta_n^{kp}) (X - \zeta_n^{kp^2})\ldots (X - \zeta_n^{kp^{d-1}})$

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