近世代数:伽罗瓦理论及其拓展

根式可解性

一个多项式方程称为根式可解的,如果你能只用日常材料写出它的根——即你出发时的那些数、四则运算,以及任意深度嵌套的开方(平方根、立方根等等)。一元二次方程的求根公式就是著名例子:它的根来自对系数施行一次平方根。

确切地说,域 K 上的方程称为根式可解,如果它的根落在某个扩张塔 K = K0 ⊆ K1 ⊆ ... ⊆ Kn 中,其中每一步 Ki+1 都是把某个已有元素的 n 次方根添加到 Ki 上得到的。伽罗瓦定理把这个条件群论化了:方程根式可解,当且仅当它的伽罗瓦群是可解群——一种能被拆解为若干阿贝尔(可交换)片段的群。

这是关于公式的陈述,而非关于根是否存在。由代数基本定理,每个次数至少为一的多项式在复数中都有根。根式可解性追问的是更尖锐的问题:这些根能否用一个仅由算术与开方构成的有限公式表达?对一般的五次方程乃至更高次,答案是否定的。

每个一元二次方程 a·x^2 + b·x + c = 0 都根式可解,公式为 x = (-b ± sqrt(b^2 - 4ac)) / (2a)。三次与四次方程也有(更长的)根式公式,因为它们的伽罗瓦群总是可解的。

求根公式用根式表达根。

又称
solvable by radicals用根式求解用根式求解