深入伽羅瓦理論
分圓擴張
在複平面單位圓上畫一個正多邊形,取它的各個頂點——這些就是單位根,即方程 x^n = 1 的解。把它們全部添加到一個基域上,所得到的就是分圓擴張。由於單位根相乘不過是在同一個圓上旋轉,由此產生的對稱性異常整齊:伽羅瓦群最終是阿貝爾的。
具體地說,K 的 n 次分圓擴張是 K(zeta_n),其中 zeta_n 是一個本原 n 次單位根。在有理數上,zeta_n 的極小多項式是第 n 個分圓多項式 Phi_n(x),它在 Q 上不可約,次數為 phi(n)(歐拉函數)。因此 [Q(zeta_n) : Q] = phi(n),且該擴張是伽羅瓦的,因為 zeta_n 的共軛(其餘的本原 n 次根)都落在 Q(zeta_n) 中。
伽羅瓦群 Gal(Q(zeta_n)/Q) 與單位群 (Z/nZ)^* 典範同構:對每個與 n 互素的 a,自同構 sigma_a 把 zeta_n 送到 zeta_n^a,且 sigma_a 與 sigma_b 複合等於 sigma_{ab}。這使該群是阿貝爾的,並把數論與伽羅瓦理論緊密聯繫起來——例如克羅內克-韋伯定理斷言:Q 的每個有限阿貝爾擴張都包含於某個分圓域之中。
Q(zeta_5) 在 Q 上的次數為 phi(5) = 4,Gal(Q(zeta_5)/Q) 同構於 (Z/5Z)^* = Z/4Z,即 4 階循環群。
第五分圓域的伽羅瓦群是 4 階循環群。
又稱
另見