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¿Cómo puedo saber si $x^5 - (x^4 + x^3 + x^2 + x^1 + 1)$ es/no es parte de la solución del grupo de polinomios?

He desarrollado un interés en la generalización de la secuencia de fibonacci, de tribonacci secuencia de lo que voy a acuñar el 'infinibonacci' de la secuencia.

Soy consciente de que estos n-bonacci secuencias requieren raíces de emparejado de enésimo grado de los polinomios de la forma $x^n - (x^{n-1} + x^{n-2} + \dots +x^0)=0$ y 5º grados de los polinomios no están garantizados para ser resueltos, pero me pregunto si hay una forma sistemática de demostrar si estos polinomios se pueden resolver por la raíz de la extracción?

Estoy dispuesto a aprender todo lo necesario para entender el resultado, pero actualmente estoy comenzando a partir de smart 2º año nivel de pregrado. Gracias.

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Matthew Scouten Puntos 2518

Según Arce de galois de la función, el polinomio $x^n - (x^{n-1} + \ldots + 1)$ tiene el grupo de Galois $S_n$ $n$ $3$ $9$(no puede manejar polinomios de grado mayor que $9$). En particular, para $n = 5$ $9$estos no son resolubles por radicales. Sospecho que ninguno de los polinomios de $n \ge 5$ son resolubles por radicales.

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Tito Piezas III Puntos 13051

Usted puede probar su grupo de Galois de usar en línea de este Magma de la calculadora. Por ejemplo, para probar la solucionable, pero irreductible quintic $x^5-5x+12=0$, utilice el comando,

Z := Enteros(); P < x > := PolynomialRing(Z); f := x^5-5*x+12; G, R := GaloisGroup(f); G;

Copiar y pegar. Entonces uno encuentra la orden es $10$, de ahí que quintic es solucionable. (Todos los grupos con el fin de $<60$ es solucionable, pero hay solucionable grupos con el fin de $>60$.)

Para el pentanacci,

Z := Enteros(); P < x > := PolynomialRing(Z); f := x^5-x^4-x^3-x^2-x-1; G, R := GaloisGroup(f); G;

Se dice que es el grupo simétrico $S_5$. Y para mayor $n$-nacci (he probado hasta el $n=12$), obtenemos $S_n$ que no son resolubles por $n\geq5$.

P. S. Si usted está probando otras ecuaciones, no olvides el asterisco (*) entre el coeficiente numérico y de la variable, por ejemplo: 5*x. (Me enteré de que después de un tiempo.)

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Travis Puntos 30981

Un resultado de Dedekind dice que para cualquier polinomio $p \in \mathbb{Z}[x]$ y cualquier prime $q$ no dividir el discriminante de $p$, entonces si $p$ factores modulo $q$ en un producto de polinomios irreducibles con grados $d_1, \ldots, d_r$, entonces el grupo de Galois $\text{Gal}(p)$ contiene una permutación con la estructura del ciclo de $(d_1, \ldots, d_r)$.

El discriminante de la Pentacci polinomio $p_5(x) := x^5 - (x^4 + x^3 + x^2 + x + 1)$$9584 = 2^4 \cdot 599$. Es irreductible modulo $5$ $\text{Gal}(p_5)$ contiene un $5$-ciclo. Modulo $3$, tenemos $$p_5(x) \equiv (x^3 + x^2 + 2 x + 1) (x^2 + x + 2),$$ so $\text{Gal}(p_5)$ contains a product $\sigma$ of a $2$-cycle and a $3$-cycles and thus also the $2$-cycle $\sigma^3$. Now, if $r$ is prime, then a $2$-cycle and an $r$-cycle in $S_r$ together generate all of $S_r$, and in particular the Galois group of $p_5$ is $S_5$. Now, $S_n$ is only solvable iff $n \leq 4$, so the roots of $p_5$ no puede ser extraído con radicales.

Tito y Robert de respuestas utiliza un dedicado CAS comando para mostrar que $\text{Gal}(p_n) \cong S_n$$n \leq 12$, y fácilmente podemos utilizar Dedekind el resultado de extender este, digamos, $n \leq 20$.

Para el $13$-acci polinomio $p_{13}$, aplicando un argumento similar al de la $n = 5$ de los casos, y ahora en lugar de considerar los números primos $p = 5$ (lo que le da un $13$-ciclo) y $17$ (lo que le da un elemento $\sigma$ $\sigma^{11}$ una transposición), conduce a la conclusión de que $\text{Gal}(p_{13}) \cong S_{13}$.

Para el $14$-acci polinomio $p_{14}$, factoring modulo $5$ da un producto de $\sigma$ $4$- ciclo y un $9$-ciclo, por lo $\sigma^{18}$ es una transposición, y el factoring modulo $19$ da $13$-ciclo. Pero $p_{14}$ es irreductible (como es irreductible modulo $5$), por lo que su grupo de Galois es transitiva, y ser transitivo subgrupo de $S_n$ que contiene un $2$-ciclo y un $(n - 1)$-ciclo, $\text{Gal}(p_{14})$ es necesariamente $S_{14}$ sí.

Podemos manejar el resto de los casos de manera similar. Como en el anterior, $\sigma$ es un elemento con el ciclo de la estructura dada por Dedekind del resultado de la correspondiente prime: $$\begin{array}{c|l} n & p \\ \hline 15 & 11 \, (\sigma^5 \text{ a %#%#%-cycle}), \, 199 \, (\sigma \text{ a %#%#%-cycle}) \\ 16 & 5 \, (\sigma^6 \text{ a %#%#%-cycle}), \, 59 \, (\sigma \text{ a %#%#%-cycle}) \\ 17 & 3 \, (\sigma^{36} \text{ a %#%#%-cycle}), \, 5 \, (\sigma \text{ a %#%#%-cycle}) \\ 18 & 5 \, (\sigma^{26} \text{ a %#%#%-cycle}), \, 17 \, (\sigma \text{ a %#%#%-cycle}) \\ 19 & 3 \, (\sigma \text{ a %#%#%-cycle}), \, 13 \, (\sigma^{33} \text{ a %#%#%-cycle}) \\ 20 & 5 \, (\sigma^{66} \text{ a %#%#%-cycle}), \, 23 \, (\sigma \text{ a %#%#%-cycle}) \end{array}$$

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