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¿Es una intersección de dos campos de dividir un campo división?

Que $F$ ser un campo y que $K_1$, $K_2$ dos campos división $F$ (supongamos que están contenidas en un mayor % de campo $K$). ¿Es $K_1\cap K_2$ necesariamente un campo división $F$?

La afirmación es cierta si $K_1$ y $K_2$ son extensiones finitas de $F$, sin embargo no estoy seguro de cómo probar (o refutar) la declaración en el caso general.

Gracias.

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Lorin Hochstein Puntos 11816

La siguiente es la norma; por ejemplo, aparece en Lang Álgebra.

La proposición. Deje $K$ ser una extensión algebraica de $F$, contenida en algunos algebraicas cierre de $\overline{F}$$F$. Los siguientes son equivalentes:

  1. Cada incrustación de $K$ a $\overline{F}$ $F$ es un automorphism de $K$.

  2. $K$ es como la división de campo de más de $F$.

  3. Cada polinomio irreducible $f(x)\in F[x]$ que tiene al menos una raíz en $K$ se divide $K$.

Prueba. 1$\Rightarrow$2,3: Vamos a $a\in K$, y deje $f(x)$ ser su polinomio irreducible sobre $F$. Si $b$ es cualquier raíz de $f(x)$$\overline{F}$, entonces el isomorfismo $F(a)\to F(b)$ que se asigna a $a$ $b$se extiende a una incrustación de $K$$F$; por 1, es una automorphism de $K$, lo $b\in K$. Por lo tanto, un polinomio irreducible en $F[x]$ que tiene al menos una raíz en $K$ tiene todas sus raíces en $K$, lo que demuestra 3. Dejando $S$ ser la colección de polinomios irreducibles sobre $F$ de los elementos de $K$ muestra que $K$ es una división de campo de más de $F$.

2$\Rightarrow$1: Deje $S=\{f_i\}$ ser una familia de polinomios tales que el $K$ es la división de campo de la $S$$F$. Si $a$ es una raíz de algunos $f_i$$a\in K$, entonces para cualquier incrustación de $K$ en $\overline{F}$, $a$ se debe asignar a una raíz de $f_i$; pero las raíces de $f_i$ son todos en $K$. Por otra parte, desde la $K$ se genera sobre $F$ por las raíces de las $f_i$, entonces esto significa que cada elemento de a $K$ se asigna a un elemento de $K$ bajo la incrustación. Por lo $K$ satisface la condición 1.

3$\Rightarrow$1: Deje $\sigma\colon K\to\overline{F}$ ser una incrustación $F$. Deje $a\in K$, y deje $f(x)$ ser el monic irreductible de $a$$F$. Si $\sigma\colon K\to\overline{F}$ es cualquier incrustación de más de $F$, $\sigma$ mapas de $a$ a raíz de $f(x)$; pero por supuesto, todas las raíces de $f(x)$$K$, lo $\sigma(a)\in K$. Por lo tanto, $\sigma$ mapas de $K$ dentro de sí mismo, demostrando 1. QED

A partir de esto, es fácil comprobar que la intersección de dos dividir los campos es de hecho una división de campo.

1voto

Robert S. Puntos 15449

No se probó en la página de 'Álgebra' libro de Serge Lang 237 que un % de la extensión de campo algebraico $K/k$es dividir campo si y solamente si cada Polinomio irreducible de $k[X]$ que tiene una raíz en $K$ se divide en factores lineales en $K$. Use este resultado para responder a su pregunta.

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