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Métrica terminación del campo de fracciones

Los enteros tienen como un campo de fracciones de los números racionales, que tienen una métrica de finalización como los números reales. Los reales pueden ser representados por decimal infinita expansiones que puede ser aproximada por decimal finito expansiones y algunos de los números reales tienen algoritmos que pueden generar los dígitos, pero algunos son reales uncomputable y algunos son indefinible.

Si en lugar de empezar con un polinomio de anillo, $\Bbb{Q}[X]$ dicen, y forma el campo de funciones racionales $\Bbb{Q}(X)$, lo métrica de las terminaciones de esta fracción de campo existen y cómo pueden ser representados?

Para mayores antecedentes ver el perfil.

8voto

riza Puntos 170

Tenga en cuenta que la métrica de la finalización dependerá de lo que las métricas que poner en el campo. Por ejemplo, si nos doten a los racionales $\bf Q$ con el p-ádico métrica, obtenemos ${\bf Q}_p$, $p$- ádico números, a nuestro finalización del procedimiento. Ver http://en.wikipedia.org/wiki/P-adic_number.

Del mismo modo, el campo de fracciones de un polinomio anillo de ${\bf F}[T]$ sobre un campo $\bf F$ será el "campo de función" denota ${\bf F}(T)$ compuesto de funciones racionales en $T$. Tenga en cuenta que cada función racional en $T$ puede ser expresado formalmente como un infinito Laurent expansión en $T$ utilizando la fórmula de la suma geométrica,

$$(a\ne0)\qquad \frac{1}{a-T}=\frac{1}{a}\frac{1}{1-a^{-1}T}=\frac{1}{a}\left(1+a^{-1}T+a^{-2}T^2+\cdots\right).$$

Cuando tenemos el derecho métrica definida en ${\bf F}(T)$, por encima de la serie infinita puede tener sentido desde que converge. Es decir, definir el valor de $|T^nf(T)|=e^{-n}$ al $f(0)\ne0$, y se extiende al resto de ${\bf F}(T)$ por multiplicativity (nota: la base de la $e$ fue arbitrario; puede ser normalizada de otra manera, y hay estándar de normalizaciones como $|\bf F|$ o similar al $\bf F$ es finito). Este valor induce una métrica.

Bajo esta métrica, a la finalización de ${\bf F}[T]$${\bf F}[[T]]$, el anillo de la infinita potencia de la serie de expansiones en la variable $T$ (no negativo de poderes), y la finalización de la ${\bf F}(T)$${\bf F}((T))$, el anillo de formal Laurent expansiones en $T$ (por lo tanto, la potencia de la serie con un número finito de potencias negativas permitido).

Aquí se explica cómo ver esto por ${\bf F}[T]$. Supongamos $f_m(T)$ es de Cauchy con respecto a $|\cdot|$. A continuación, para cada $n\ge0$, el coeficiente de $c_n(f_m)$ $f_m(T)$ evenetually estabiliza (es decir, queda fija para todas las $m$ más allá de un cierto punto), ya que para cada $n\ge0$ no es un porcentaje ($M$que $m_1,m_2>M\implies T^{n+1}\mid f_{m_1}(T)-f_{m_2}(T)$ o, equivalentemente, $f_{m_1}(T),f_{m_2}(T)$ comparten la misma inicial $n$ de los coeficientes. Así como nos vamos a $n\to\infty$ y de la vista de los polinomios $f_n(T)$ como finito de alimentación de la serie, finalmente cada coeficiente será fijo y el poder de la serie que consta de todos los estabilizado coeficientes es la resultante límite. Por el contrario, usted puede elegir cualquier potencia de la serie de ${\bf F}[[T]]$ y sus sumas parciales se reunirán a de ${\bf F}[T]$.

Un argumento similar se aplica para ${\bf F}(T)$${\bf F}((T))$; podemos utilizar parcial fracción de descomposición para ver el campo de función ${\bf F}((T))$ como un sub-anillo de ${\bf F}[[T]][T^{-1}]$ y hacer la misma cosa (la ampliación de la métrica).

Estas no son las únicas métricas y, por tanto, no sólo las terminaciones posibles. Análoga a la del campo de número de configuración, no se $\pi$-ádico valores absolutos en ${\bf F}[T]$ al $\pi(T)$ es un polinomio irreducible, cada polinomio será un factor en irreducibles $f(T)=\pi_0(T)^{s_0}\cdots\pi_r(T)^{s_r}$ y a continuación definimos $|f(T)|_\pi=e^{-(\deg\pi)s_0}$ donde $\pi_0(T):=\pi(T)$ (de nuevo, esto puede ser normaliza). Esto puede ser comprobado ser un no-arquímedes valor absoluto y de nuevo tenemos un(n ultra)métrica. Igual que los números enteros tienen base-$p$ expansiones, podemos escribir $f(T)=a_n(T)\pi(T)^n+\cdots+a_1(T)\pi(T)+a_0(T)$ con cada una de las $\deg a_i(T)<\deg\pi(T)$, utilizando el algoritmo de la división.

Como consecuencia, la finalización de ${\bf F}[T]$ con respecto al $|\cdot|_\pi$ puede ser representado como el anillo de poder infinito de la serie en $\pi(T)$, y del mismo modo las $\pi$-ádico de la finalización de ${\bf F}(T)$ permite que las potencias negativas.

Incluso el $\pi$-ádico valores absolutos (y por lo tanto métricas) no son los únicos que pueden ser definidas; a otro nivel, uno es $|f(T)|=e^{\deg f}$, que es como el "$1/T$-ádico" abs. val. Si dejamos $\alpha$ ser arbitraria trascendental en $\bf C$, ${\bf Q}(T)$ puede ser incorporado como campo en $\bf C$ y hereda la métrica de los números complejos, dando así a ${\bf Q}(T)$ y el de arquímedes valor absoluto. Sin embargo, podemos clasificar los valores absolutos ${\bf F}(T)$ que restringir trivialmente, de forma análoga a Ostrowski del teorema.

3voto

DanV Puntos 281

Métrica espacios que tienen, pero una de finalización. Se trata de un único espacio métrico en el que el espacio original es densa y está completa.

Los números reales son la finalización de los racionales cuando los que son metricized por el valor absoluto; pero hay otras maneras de dar una métrica para los números racionales que los rendimientos de los diferentes terminaciones, ejemplos de ello son la $p$-ádico números.

Con el fin de discutir una métrica de la finalización de $\Bbb Q(X)$, o más bien la métrica de la finalización primero necesita especificar una métrica. Tenga en cuenta que $\Bbb Q(X)$ es un trascendental extensión de $\Bbb Q$ y, como tal, puede ser incrustado dentro de los números reales, por lo que hay muchas métricas que terminan siendo completado como los números reales.

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