深入伽羅瓦理論

極大阿貝爾擴張

在一個域的所有阿貝爾擴張——那些對稱變換可交換的擴張——之中,存在唯一一個最大者,它一舉把它們全部囊括。極大阿貝爾擴張就是這個普遍的容器:把你能得到的每個阿貝爾擴張都堆疊起來,它們的並仍是阿貝爾的,且在保持阿貝爾的前提下再也無法增大。

形式地說,域 K 的極大阿貝爾擴張 K^ab 是 K 的所有有限阿貝爾擴張(在固定代數閉包內)的合成。它是 K 的伽羅瓦擴張,其伽羅瓦群 Gal(K^ab/K) 是絕對伽羅瓦群 Gal(K-bar/K) 的極大阿貝爾商,即後者的阿貝爾化(按其換位子群之閉包作商)。K 的每個阿貝爾擴張都包含於 K^ab。

內稟地描述 K^ab 是類域論的核心目標。對 K = Q,答案是克羅內克-韋伯定理:Q^ab 是所有分圓域 Q(zeta_n) 的並,故 Gal(Q^ab/Q) 是射有限整數的單位群。對一般數域,其描述藉助伊代爾類群與阿廷互反映射;為任意數域尋找單位根的顯式類比,是希爾伯特第十二問題的內容,至今僅部分解決。

Q^ab 等於所有 Q(zeta_n) 的並(克羅內克-韋伯),故 Gal(Q^ab/Q) 同構於 Z 的射有限完備化的單位群,即 (Z/nZ)^* 的逆極限。

在 Q 上,極大阿貝爾擴張由所有單位根生成。

又稱
abelianization of the absolute Galois group's field极大阿贝尔扩域極大阿貝爾擴域