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Forma alternativa de enteros de Eisenstein

Hace poco me metí en la teoría de números y álgebra, así que mi conocimiento es muy limitado. Me topé con los enteros de Eisenstein $\mathbb{Z}[\omega]$. Son de la forma $\varepsilon = a + b \omega$ donde $\omega = e^{2 \pi i/3} = -1/2 + i \sqrt{3}/2$.

Ahora mi problema:

Quiero demostrar que se puede escribir cada Eisenstein entero en forma de $\varepsilon = \frac{a + bi \sqrt{3}}{2}$ donde $a \equiv b \bmod 2.$

Por ahora tengo: $\omega = -1/2 + i \sqrt{3}/2 \Rightarrow \varepsilon = a + b \omega = a - b/2 + i \sqrt{3}b/2$$a = b + 2k \Rightarrow b = a - 2k \Rightarrow \varepsilon = a - a/2 + k + i \sqrt{3}b/2 = \frac{a + bi\sqrt{3}}{2} + k$.

Ahora tengo que lidiar con la superfluo $k \in \mathbb{Z}$. ¿Cómo es la argumentación para deshacerse de él?

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Watson Puntos 860

Deje $p,q$ ser números enteros. Entonces, como usted ha intentado, hemos $$p+q\omega= p+\dfrac{-p+qi\sqrt 3}{2}= \dfrac{2p-p+qi\sqrt 3}{2}$$ Deje $a=2p-q$$b=q$. ¿Qué se puede concluir a partir de aquí?

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Evan Trimboli Puntos 15857

Creo que este excesivo énfasis en la $\omega$ a menudo sirve para confundir a los estudiantes. No me malinterpreten, $\omega$ es importante. $$\omega = -\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{-3}}{2},$$ and $N(\omega) = 1$, which means that $\omega$ is a unit. And furthermore $\omega$ es un complejo de raíz cúbica de 1.

Vamos a revisar la norma en función de los números de $\mathbb{Q}(\sqrt{-3})$: $$N\left(\frac{a}{2} + \frac{b \sqrt{-3}}{2}\right) = \frac{a^2}{4} + \frac{3b^2}{4}.$$ An algebraic number in $\mathbb{Q}(\sqrt{-3})$ is also an algebraic integer if its norm is an integer from $\mathbb{Z}$.

Si tanto $a$ $b$ son incluso, a continuación, $a^2$ $3b^2$ ambos son múltiplos de 4, por lo que al dividir por 4, usted todavía tiene los números enteros.

Si tanto $a$ $b$ son impares, entonces $a^2 \equiv 1 \pmod 4$$b^2 \equiv 1 \pmod 4$. Pero, a continuación,$3b^2 \equiv 3 \pmod 4$, por lo que el $a^2 + 3b^2 \equiv 0 \pmod 4$. Entonces, cuando se divide $a^2 + 3b^2$ 4, usted todavía tiene un número entero.

Ahora, cómo convertir $$m + n \omega = \frac{a}{2} + \frac{b \sqrt{-3}}{2},$$ with $m$ and $n$ both integers from $\mathbb{Z}$?

Bien, $a = 2m - n$$b = n$.

Si tanto $m$ $n$ son aún, no tenemos ningún problema, como $a$ $b$ son así.

Si tanto $m$ $n$ son impares, $a$ $b$ son así.

Si $m$ es extraño pero $n$ es incluso, tenemos $2m$ a y $2m - n$ es aún, por lo $a$ $b$ son tanto incluso como se desee.

Si $m$ es aún sino $n$ es impar, $2m - n$ es impar, por lo $a$ $b$ son ambos impares como se desee.


Para los ejercicios, te sugiero la siguiente: convertir los números $-\omega$, $-2 + \omega$, $3 - \omega$ y $4 + \omega$ $a$ $b$ formulario. También, calcular sus normas. Bonus: calcular la conversión de $m + n \omega^2$.

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Rene Schipperus Puntos 14164

Su final número es$$\frac{(a+2k)+bi\sqrt{3}}{2}$$, que es de la forma correcta.

Otra forma de argumentar es que si $x+y\sqrt{-3}$ es un número entero donde $x,y\in \mathbb{Q}$ $x-y\sqrt{-3}$ es también un número entero y por lo tanto $2x$ $x^2+3y^2$ son enteros. Esto implica que $3(2y)^2$ es un número entero y por lo tanto $2y$ es un número entero desde $\sqrt{3}$ es irracional.

Así que tenemos $x=\frac{a}{2}$ $y=\frac{b}{2}$ y desde $4|a^2+3b^2$ vemos que $a$ $b$ tienen la misma paridad.

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