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Un grado de $4$ polinomio cuyo grupo de Galois es isomorfo a $S_4$.

Estoy leyendo un artículo acerca de los grupos de Galois. En el artículo se establece que:

También puede ser demostrado que por cada grado de $d$ existen polinomios cuyo grupo de Galois es el grupo simétrico $S_d$.

Creo que el grupo de Galois de una ecuación cuadrática es isomorfo a $S_2$ si las raíces no son racionales.

Creo que el grupo de Galois de $x^3 - a$ es isomorfo a $S_3$ si $a$ no es un cubo perfecto.

Es difícil encontrar un ejemplo de un grado $4$ polinomio cuyo grupo de Galois es isomorfo a $S_4$? Estoy leyendo un libro de texto y hasta ahora la mayoría de los ejemplos han sido para los grupos de Galois de la "pequeña" de la orden.

No he progresado hasta el punto en que puede apreciar una prueba de la declaración formulada en el artículo, pero me gustaría ver un ejemplo de un polinomio de grado $4$ o saber de alguien con conocimiento de que esta es una tarea difícil y/o tarea tediosa.

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Travis Puntos 30981

Esto no es demasiado difícil de hacer, pero el siguiente método requiere un poco de conocimiento de la cúbico resolvent $h$ de un polinomio de cuarto grado $g$, es decir, que $\operatorname{Gal}(h) \leq \operatorname{Gal}(g)$, y que el discriminantes de $g$ $h$ (esencialmente) coinciden. (Yo puedo ampliar sobre este tema en si sería útil).

Si un polinomio $g$ es irreductible (que es una condición necesaria para $\operatorname{Gal}(g) \cong S_{\deg g}$, y que por lo tanto, de ahora en adelante suponemos), entonces su grupo de Galois actúa transitivamente. La única transitiva subgrupos de $S_4$ (hasta conjugacy) $S_4, A_4, D_8, \Bbb Z_4, \Bbb Z_2 \times \Bbb Z_2$. Usaremos el hecho de que los grupos sólo entre éstos cuyo orden es divisible por $6$$S_4$$A_4$.

Al menos, cuando el personaje de el campo subyacente $\Bbb F$ no $2$, que pueden, por la simplicidad de las siguientes fórmulas hacer un cambio lineal de variables, de modo que $g$ tiene coeficiente cero en su $x^3$ plazo y escribir (después dividiendo por el coeficiente inicial) $$g(x) = x^4 + p x^2 + q x + r,$$ su resolvent cúbico es $$h(x) = x^3 - 2 p x^2 + (p^2 - 4 r) x + q^2,$$ y el discriminantes de $g$ $h$ coinciden (quizás hasta un total de cero multiplicativo constante), y se $$D = 16 p^4 r − 4 p^3 q^2 − 128 p^2 r^2 + 144 p q^2 r − 27 q^4 + 256 r^3.$$ Si $h$ es irreductible y su discriminante $D$ no es un cuadrado, entonces (1) $\operatorname{Gal}(h) \leq G := \operatorname{Gal}(g)$$S_3$, lo $G$ es de orden divisible por $6$ y, por tanto, por el de arriba es $S_4$ o $A_4$, y (2) desde $D$ (el discriminante de $g$) no es un cuadrado, $G \not\leq A_4$ y, por tanto,$G \cong S_4$. Para $g$ $h$ a ser irreductible, deben tener un valor distinto de cero términos constantes y, por tanto,$q, r \neq 0$. Para $p = 0$, las fórmulas para simplificar $$h(x) = x^3 - 4 r + q^2$$ and $$D = - 27 q^4 + 256 r^3,$$ so to find an example we can search for $q, r$ for which $h$ is irreducible and $D$ is nonsquare. For $\Bbb F = \Bbb P$ the simple choice $q = r = 1$ satisfies these criteria (the first by the Rational Root Test), so, we have for example, that $$\operatorname{Gal}(x^4 + x + 1) \cong S_4 .$$

Ver estas notas para obtener más detalles (utilizando la misma notación). También, tenga en cuenta que este tipo de ejemplos en que, en un sentido que puede ser hecho precisa, la mayoría de los polinomios irreducibles de grado $n$ $\Bbb Q[x]$ tienen grupo de Galois $S_n$.

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Gregory Grant Puntos 6319

Considerar el $F=\Bbb C(x_1,x_2,\dots,x_n)$ %#% de #% encuentran indeterminates (variables). Un grupo de automorfismos puede determinarse cómo permutar el $x_i$'s. Por lo que ese grupo de automorphisms es $x_i$. Ahora tome el campo fijo $S_n$ de los automorfismos. Luego Gal $K$ debe ser $(F/K)$ por Teorema de Artin.

El polinomio es $S_n$ cual si se multiplica por los coeficientes son los polinomios simétricos en el $P(Y)=(Y-x_1)\cdots(Y-x_n)$'s.

Si usted lo desea como una extensión de $x_i$ entonces es más difícil.

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