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Un problema de grupo de Galois

Yo no podía entender una prueba de la siguiente instrucción mientras estoy leyendo el libro "Campos y Teoría de Galois" por J. Milne.

Deje $A$ a ser un UFD y deje $P$ ser un primer ideal de $A$, y deje $Q=\operatorname{Frac}(A)$$Q'=\operatorname{Frac}(A/P)$. Suponga $f(x)\in A[x]$ es un monic polinomio sin múltiples raíces, de tal forma que su reducción mod $P$ $f'(x)\in (A/P)[x]$ es también, sin múltiples raíces. Entonces el grupo de Galois $G'$ $f'$ $Q'$ es un subgrupo del grupo de Galois $G$ $f$ $Q$ como permutación de grupos.

Alguna idea?

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kubi Puntos 20607

Supongo que usted tiene conocimientos elementales de álgebra conmutativa; integral de la dependencia, la mentira-más de teorema, localizaciones de los anillos por multiplicativo subconjuntos, etc.(ver, por ejemplo, de Atiyah-MacDonald). Voy a probar un poco más general del teorema de que la suya. Desde una unidad flash usb es integralmente cerrado, su teorema se sigue de inmediato.

Teorema de Deje $A$ ser un integralmente dominio cerrado y deje $P$ ser un primer ideal de $A$. Deje $K$ a ser el campo de fracciones de A. Deje $\tilde{K}$ a ser el campo de fracciones de $A/P$. Deje $f(X) \in A[X]$ ser un monic polinomio sin múltiples raíces. Deje $\tilde{f}(X) \in (A/P)[X]$ ser la reducción de la $f(X)$ mod $P$. Supongamos $\tilde{f}(X)$ es también wihout de múltiples raíces. Deje $L$ ser la división de campo de la $f(X)$$K$. Deje $G$ ser el grupo de Galois de $L/K$. Deje $\tilde{L}$ ser la división de campo de la $\tilde{f}(X)$$\tilde{K}$. Deje $\tilde{G}$ ser el grupo de Galois de $\tilde{L}/\tilde{K}$. A continuación, $\tilde{G}$ es isomorfo a un subgrupo de $G$.

Para demostrar este teorema, necesitamos algunas notaciones.

Definición Deje $A$ ser un anillo. Deje $G$ ser un grupo. Deje $Aut(A)$ ser el automorphism grupo de $A$. Supppose existe un homomorphism $\psi:G \rightarrow Aut(A)$. Podemos decir $G$ actúa en $A$. Para$\sigma \in G$$x \in A$, denotamos $\psi(\sigma)(x)$$\sigma.x$. Denotamos el conjunto de $\{x \in A;\sigma.x = x$ todos los $\sigma \in G\}$$A^G$. A continuación, $A^G$ es un sub-anillo de $A$.

La prueba del teorema: Deje $\alpha_1, ..., \alpha_n$ ser las raíces de $f(X)$$L$. Deje $B = A[\alpha_1, ..., \alpha_n]$. Desde $f(X)$ es monic, $B$ es integral sobre A. Deje $S = A - P$. Deje $A_S$ $B_S$ ser localizaions de $A$ $B$ respectivamente. A continuación,$B_S = A_S[\alpha_1, ..., \alpha_n]$. Puesto que a es integralmente cerrado, $A_S$ también es integralmente cerrado. Mediante la sustitución de $A$ $P$ $A_S$ $PA_S$ respectivamente, podemos suponer $P$ es un ideal maximal de a $A$. Por la mentira-más de teorema, no sale de un alojamiento ideal $M$ $B$ tal que $P = A \cap M$. Desde $B$ integral $A$ $P$ es un ideal maximal de $A$, $M$ es un ideal maximal de a $B$.

Obviamente $G$ actúa en $B$. $A \subset B^G \subset K$ $B^G$ integral $A$. Desde $A$ es integralmente cerrado, $B^G = A$.

Deje $\pi:B → B/M$ ser la canónica mapa. A continuación,$B/M = (A/P)[\pi(\alpha_1), ..., \pi(\alpha_n)] = \tilde{K}(\pi(\alpha_1), ..., \pi(\alpha_n))$. Desde $\pi(\alpha_1), ..., \pi(\alpha_n)$ son todas las raíces de $\tilde{f}(X)$, $B/M$ puede ser identificado con $\tilde{L}$. Desde $\tilde{f}(X)$ es wihout de múltiples raíces, $B/M$ es separable sobre $A/P$. Por lo tanto $B/M$ tiene un elemento primitivo $\theta$$A/P$. Sea y un elemento de B tal que $\pi(y) = \theta$. Deje $H = \{\sigma \in G; \sigma(M) = M\}$. Cada una de las $\sigma \in H$ induce $\tilde{\sigma} \in \tilde{G}$. Por lo tanto tenemos un homomorphism $\psi: H \rightarrow \tilde{G}$. Basta probar que $\psi$ es un isomorfismo. Para cada una de las $\sigma \in G - H, \sigma(M) \neq M$. Por lo tanto, por el teorema del resto Chino, no existe $x \in B$ tal que $x \equiv y$ $(mod M)$, $x \equiv 0$ $(mod$ $\sigma(M))$ para cada una de las $\sigma \in G - H$

Deje $F(X) = \prod_{\sigma \in G}(X - \sigma(x)) \in B[X]$. Ya que cada coeficiente de $F(X)$ es invariante por $G, F(X) \in (B^G)[X] = A[X]$. Deje $\tilde{F}(X) = \prod_{\sigma \in G}(X - \pi(\sigma(x))$. A continuación,$\tilde{F}(X) \in (A/P)[X]$. Deje $\lambda$ cualquier elemento de $\tilde{G}$. Desde $\pi(x)$ es una raíz de $\tilde{F}(X)$, $\lambda(\pi(x))$ también es una raíz de $\tilde{F}(X)$. Por lo tanto, no existe $\tau \in G$ tal que $\lambda(\pi(x)) = \pi(\tau(x))$. Para cada $\sigma \in G - H$, $\sigma(x) \in M$. Por lo tanto $\pi(\sigma(x)) = 0$. Por otro lado, $\pi(\tau(x)) = \tilde{\tau}(\pi(x)) = \tilde{\tau}(\theta) \neq 0$ Por lo tanto $\tau \in H$. Desde $\lambda(\theta) = \pi(\tau(x)) = \tilde{\tau}(\pi(x)) = \tilde{\tau}(\theta)$, $\lambda = \tilde{\tau}$. Por lo tanto, $\psi: H \rightarrow \tilde{G}$ es surjective.

Queda por demostrar que $\psi$ es inyectiva. Supongamos $\psi$ no es inyectiva. Entonces existe $\sigma \in H$ tal que $\sigma \neq 1$$\psi(σ) = 1$. Por lo tanto, no existe una raíz de $\alpha$ $f(X)$ tal que $\sigma(\alpha) \neq \alpha$. Desde $\sigma(\alpha)$ $\equiv$ $\alpha$ $(mod M)$, $\tilde{f}(X)$ tiene raíces múltiples $\pi(\alpha)$. Esta es una contradicción. QED

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