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Anillo de polinomios sobre un campo tiene infinitamente muchos números primos

Deje $F$ ser un campo. ¿Por qué $F[x]$ tiene una infinidad de elementos irreductibles?

Para el caso de que F tiene características de 0

Entonces x-a es irreducible para todos un $\in F$ puesto que x satisface los no-trivial de las relaciones en F.

Obviamente este argumento falla por un campo finito, ya que hay sólo un número finito de una a elegir.

Entonces, ¿cómo puedo construir polinomios irreducibles en un campo finito?

Me imagino que se debe involucrar a los poderes superiores de x, tal vez $x^n-a$ ?

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lhf Puntos 83572

Puede copiar la prueba de Euclides. Que $p_1, \dots, p_n$ sea un conjunto finito de polinomios de primer en $F[X]$. Considerar el $f=p_1 p_2 \cdots p_n +1$. Que $p$ ser un factor principal de $f$. Entonces $p$ no puede ser cualquiera de $p_1, \dots, p_n$ porque si no $p$ dividiría $1$. Por lo tanto, ninguna colección finita de polinomios principal agota el conjunto de polinomios de primer y por lo tanto es infinito el conjunto de polinomios de primer.

8voto

Lubin Puntos 21941

Vamos a hablar de los campos de la característica $p$. Cada campo finito $k$ (de esta característica) ha $q=p^r$ elementos, y todos ellos son raíces del polinomio $f_q(X)=X^q-X$, lo que ves no tiene raíces repetidas, por lo que este polinomio se identifica los elementos de $k$. Ahora vamos a aplicar esto a la pregunta de polinomios irreducibles sobre ${\mathbb{F}}_p$. Cada uno de los polinomios $f_q$ factores irreducibles sobre ${\mathbb{F}}_p$, siempre incluyendo a $X$$X-1$, por supuesto, pero si se mira de cerca, verá que todos los irreducibles de grado $r$ $\mathbb{F}_p$ brecha $f_q$. Por el contrario, la irreductible ${\mathbb{F}}_p$-polinomios dividiendo $f_q$ son precisamente los irreducibles de grado dividiendo $r$. Así, por ejemplo, los polinomios irreducibles de grado $4$ sobre el campo con $2$ de los elementos son la cuártica irreducibles dividiendo $X^{16}-X$, cuyo total de la factorización es $X(X+1)(X^2 +X+1)(X^4+X+1)(X^4+X^3+1)(X^4+X^3+X^2+X+1)$.

La generalización de la irreducibles sobre $\mathbb{F}_q$ a la izquierda.

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