近世代数:伽罗瓦理论及其拓展
本原元
有时你通过一次性添加好几个新数来构造一个扩张——比如同时添加 sqrt(2) 和 sqrt(3)。一个令人愉快的意外是:你常常只需添加一个精心选取的数,就能得到完全相同的域。这个单独一个、本身就生成整个扩张的数,称为本原元。
确切地说,扩张 L/K 中的元素 a 称为本原元,如果 L = K(a)——也就是说,整个域 L 都是由 K 添加这一个元素 a 后再对域运算封闭而得到的。具有这样单个生成元的扩张称为单扩张。
本原元定理保证它们出现得相当频繁:每个有限可分扩张都是单扩张,因而拥有一个本原元。由于有理数(或任何特征为零的域)的所有有限扩张都是可分的,你总能把有限多个添加进来的数压缩成一个。这正是为什么在那里使用单个生成元不损失任何一般性。
尽管 Q(sqrt(2), sqrt(3)) 看似需要两个生成元,单个元素 a = sqrt(2) + sqrt(3) 就已生成了整个域:Q(sqrt(2) + sqrt(3)) = Q(sqrt(2), sqrt(3))。所以 sqrt(2) + sqrt(3) 是一个本原元。
sqrt(2) + sqrt(3) 单独生成 Q(sqrt(2), sqrt(3))。
又称
另见