近世代數:伽羅瓦理論及其拓展

可分擴張

可分擴張是一種在其構件中不藏有「重複」根的擴張。當你添加一個元素時,看它的極小多項式;若這個多項式的根全都互異——沒有重根——那麼這個元素就是良性的。可分性對你添加的每一個元素都提出這個要求。

確切地說,在 K 上代數的元素稱為可分的,如果它的極小多項式沒有重根(在代數閉包中考察)。擴張 L/K 稱為可分擴張,如果 L 的每個元素在 K 上都可分。重根可由導數檢測:一個多項式有重根,當且僅當它與自己的導數有公因式。

令人安心的一點是:在有理數、實數,或任何特徵為零的體上,每個代數擴張自動是可分的——不可約多項式中根本不可能出現重根。只有在某些質特徵的體上,可分性才成為真正需要操心的問題。可分加正規正是伽羅瓦擴張的精確定義。

在有理數上,x^3 - 2 是可分的:它的三個根——一個實的 2 的立方根與兩個複根——彼此互異,並且它與導數 3·x^2 確實沒有公因式。

x^3 - 2 有三個互異的根,故可分。

在特徵為零的體上(如 Q、R、C),可分性是白送的,所以初學者在那裡大可不必操心。它是伽羅瓦擴張必須滿足的、與正規性並列的那個微妙的第二條件。