800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA II FIELD EXTENSIONS PART II
|
|
- Anni-Kristiina Kivelä
- 5 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA II FIELD EXTENSIONS PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVÄT 2018 Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 1 / 86
2 Reducibility of polynomials Degree of polynomial Määritelmä 1 Jos p n 0, niin polynomin P(x) = n k=0 p kx k aste/degree on Lisäksi nolla-polynomille 0(x) asetetaan/set deg P(x) = n. (1.1) deg 0(x) =. (1.2) Lause 1 Astekaava/Degree formula. Olkoon D kokonaisalue ja P(x), Q(x) D[x]. Tällöin deg P(x)Q(x) = deg P(x) + deg Q(x). (1.3) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 2 / 86
3 Reducibility of polynomials Division algorithm Lause 2 Jakoalgoritmi/Division algorithm. Olkoon K kunta. Olkoon a(x), b(x) K[x], a(x)b(x) 0(x) ja deg b(x) deg a(x). Tällöin q(x), r(x) K[x] s.e. [J.A.] a(x) = q(x)b(x) + r(x), deg r(x) < deg b(x). (1.4) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 3 / 86
4 Reducibility of polynomials Reducibility of polynomials Määritelmä 2 Let K be a field. A. A polynomial j(x) K[x] is irreducible/jaoton if there do not exist polynomials a(x), b(x) K[x] such that j(x) = a(x)b(x), deg a(x) 1, deg b(x) 1. (1.5) B. A polynomial r(x) K[x] is reducible/jakaantuu if there exist polynomials a(x), b(x) K[x] such that r(x) = a(x)b(x), deg a(x) 1, deg b(x) 1. (1.6) C. The zero-polynomial 0(x) K[x] is reducible/jakaantuu. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 4 / 86
5 Reducibility of polynomials Reducibility of polynomials Seuraus 1 1. If deg j(x) = 0, then j(x) is irreducible. 2. If deg j(x) = 1, then j(x) is irreducible. 3. A polynomial j(x) K[x] \ {0(x)} is irreducible exactly, when the only factors are constants k or polynomials k j(x), where k K \ {0}. 4. A polynomial r(x) K[x], deg r(x) 2, is reducible exactly, when it has a factor d(x) K[x] such that 1 deg d(x) deg r(x) 1. (1.7) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 5 / 86
6 Reducibility of polynomials Zero/First degree factor Lause 3 Olkoon K kunta ja p(x) K[x], 1 deg p(x). Tällöin p(α) = 0, α K (x α) p(x). (1.8) K[x] Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 6 / 86
7 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Lemma 1 Olkoon K on kunta ja r(x) K[x], deg r(x) = 2 tai deg r(x) = 3. A. Jos r(x) jakaantuu/is reducible polynomirenkaassa K[x], niin sillä on 1. asteen tekijä/then it has first degree factor a(x) K[x] ja r(β) = 0, β K. (1.9) B. Jos nollakohtaa ei ole K:ssa/If there is no zero in K, niin r(x) on jaoton/irreducible polynomirenkaassa K[x]. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 7 / 86
8 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Proof. A. Now 2 deg r(x) 3 and there exist a(x), b(x) K[x] such that r(x) = a(x)b(x), 1 m := deg a(x) n := deg b(x). (1.10) Then, by the degree formula (1.3): Thus 2 m + n 3 m = 1. (1.11) a(x) = s + tx, s, t K, t 0, β := s/t K (1.12) a(β) = 0 r(β) = 0. (1.13) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 8 / 86
9 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Esimerkki 1 Olkoon r(x) = x Koska r(i) = 0, i C, niin r(x) jakaantuu polynomirenkaassa C[x]: x = (x i)(x + i), deg(x i) = deg(x + i) = 1. x i, x + i C[x], (1.14) Esimerkki 2 Olkoon r(x) = x Koska x kaikilla x R, niin polynomilla r(x) ei ole nollakohtia kunnassa R. Niinpä x R[x], on jaoton. (1.15) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018II 9 / 86
10 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Esimerkki 3 Olkoon r(x) = x Because r(1) = 0, where 1 Z 2, then r(x) is reducible in the polynomial ring Z 2 [x]: x = (x 1)(x + 1), deg(x 1) = deg(x + 1) = 1. x 1, x + 1 Z 2 [x], (1.16) Esimerkki 4 Olkoon r(x) = x Because r(0) = 1, r(1) = 2, r(2) = 2, where 0, 1, 2 Z 3, then r(x) has no zeros in the field Z 3 : x Z 3 [x], is irreducible. (1.17) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 10 / 86
11 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Esimerkki 5 Let r(x) = x 3 + 3x + 2. Because r(0) = r(1) = 0, where 0, 1 Z 2, then r(x) is reducible in the polynomial ring Z 2 [x]: x 3 + 3x + 2 =... = (x 0)(x 1) 2, deg(x 0) = deg(x 1) = 1. x 0, x 1 Z 2 [x], (1.18) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 11 / 86
12 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Esimerkki 6 r(x) = x = (x 2 2x + 2)(x 2 + 2x + 2), x 2 2x + 2, x 2 + 2x + 2 R[x]. (1.19) Tässä polynomilla r(x) R[x] ei ole reaalisia nollakohtia mutta se jakaantuu polynomirenkaassa R[x]. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 12 / 86
13 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Esimerkki 7 Olkoon r(x) = x 4 + x + 2. Because r(0) = 2, r(1) = 1, r(2) = 2, where 0, 1, 2 Z 3, then r(x) has no zeros in the field Z 3 and therefore r(x) has no first degree factors in the polynomial ring Z 3 [x]. There remains a possibility x 4 + x + 2 = a(x)b(x), deg a(x) = deg b(x) = 2. (1.20) Write a(x) = x 2 + cx + d, b(x) = x 2 + ex + f, c, d, e, f Z 3. (1.21) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 13 / 86
14 Reducibility of polynomials Polynomien jaollisuus Then we have the identity x 4 + x + 2 = (x 2 + cx + d)(x 2 + ex + f ), = x 4 + (e + c)x 3 + (f + ce + d)x 2 + (cf + de)x + df df = 2 cf + de = 1 f + ce + d = 0 e + c = 0 where the system of equations has no solution in Z 3. Hence the polynomial x 4 + x + 2 is irreducible in the polynomial ring Z 3 [x]. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 14 / 86
15 Quotient rings of polynomials Ideals in polynomial rings Let K be a field and K[x] a polynomial ring. Now a(x) = a(x)k[x], generated by a(x) K[x], is a principal ideal in K[x]. Are there others? Lause 4 Let I K[x] be an ideal. Then there exists an a(x) K[x] such that I = a(x)k[x]. (2.1) In other words: all ideals of K[x] are principal ideals. Proof is based on the division algorithm of polynomials and it is analogous to the proof of Theorem 6, Part I. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 15 / 86
16 Quotient rings of polynomials Ideals in polynomial rings Maximal ideals in K[x] Lause 5 Let a(x) K[x], deg a(x) 1. The ideal a(x) = a(x)k[x] (2.2) is a maximal ideal of K[x] exactly when a(x) is an irreducible/jaoton polynomial in K[x]. Proof. 1. Let a(x) K[x] be an irreducible polynomial. Suppose there exists a b(x) K[x] such that Now a(x)k[x] b(x)k[x] K[x]. (2.3) a(x) = a(x) 1 a(x)k[x] a(x) b(x)k[x] a(x) = b(x)c(x) (2.4) for some c(x) K[x]. But a(x) is irreducible, hence Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 16 / 86
17 Quotient rings of polynomials Ideals in polynomial rings Maximal ideals in K[x] { k K b(x)k[x] = kk[x] = K[x]; b(x) = ka(x), k K b(x)k[x] = ka(x)k[x] = a(x)k[x]. (2.5) Now we have shown that a(x)k[x] is a maximal ideal. 2. Assume a(x)k[x] is a maximal ideal. Then the proof is analogous to the proof of Theorem 7, Part I. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 17 / 86
18 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) Quotient ring K[x]/ a(x) Lause 6 Let a(x) K[x], deg a(x) 1 be an irreducible polynomial. Then the quotient ring K[x]/ a(x) = K[x]/a(x)K[x] (2.6) is a field. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 18 / 86
19 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) Quotient ring R[x]/ x The polynomial j(x) := x is irreducible/jaoton in R[x]. Thus the ideal is a maximal ideal in R[x]. M := x = j(x)r[x] (2.7) Lause 7 The quotient ring is a field. R[x]/ x (2.8) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 19 / 86
20 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) Quotient ring R[x]/ x We denote M := x 2 + 1, a(x) = a(x) + M, j(x) = x Let us study the structure of the field R[x]/ x = R[x]/M = {a(x) a(x) R[x]}. (2.9) By the division algorithm there exist polynomials q(x), r(x) R[x] such that a(x) = q(x)j(x) + r(x), deg r(x) < deg j(x) = 2. (2.10) So a(x) r(x) = j(x)q(x) j(x)r[x] = M, (2.11) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 20 / 86
21 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) Quotient ring R[x]/ x a(x) r(x) (mod M) a(x) = r(x), (2.12) where deg r(x) 1. Therefore a(x) = s + tx, s, t R. (2.13) E.g. x 3 + x = (x 2 + 1)x j(x)r[x] = M, (2.14) x 3 + x (mod M) x 3 + x + 2 = 2. (2.15) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 21 / 86
22 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) Quotient ring R[x]/ x We have R[x]/ x = {s + tx s, t R}, (2.16) where s + tx = s + t x. (2.17) We may prove that there exists an isomorphism {t t R} = {t t R} = R. (2.18) Thus we may equate/samaistaa t with t for any t R and write s + t x = s + t x, (2.19) R[x]/ x = {s + t x s, t R}. (2.20) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 22 / 86
23 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) Quotient ring R[x]/ x Zero: x = x j(x)r[x] = M, (2.21) x (mod M) x = 0. (2.22) Hence (by our equate agreement) x = 0. (2.23) By renaming it follows where i := x (2.24) R[x]/ x = {s + t i s, t R}, (2.25) i 2 = 1. (2.26) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 23 / 86
24 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) The field R[x]/ x The quotient ring R[x]/ x = {s + t i s, t R}, i 2 = 1 (2.27) is a field and therefore all the field axioms are valid. For example (s + ti) + (u + vi) = (s + u) + (t + v)i; (2.28) (s + ti) (u + vi) =... = (su tv) + (sv + tu)i; (2.29) (s + ti) 1 = 1 s + ti =... = s ti s 2 + t 2. (2.30) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 24 / 86
25 Quotient rings of polynomials Quotient ring K[x]/ a(x) The field R[x]/ x Hence, it is justifiable to give a definition Määritelmä 3 C := R[x]/ x (2.31) All together: We have extended the real number field R to complex number field C by the method of quotient ring. By the same method we can construct new unknown fields from the known fields. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 25 / 86
26 Field extensions of Q Quotient ring Q[x]/ x The quotient ring Q[x]/ x = {s + t i s, t Q}, i 2 = 1 (3.1) is a field, an algebraic extension of the rational number field Q. We denote Q(i) := {s + t i s, t Q} (3.2) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 26 / 86
27 Field extensions of Q Quotient ring Q[x]/ x 3 2 The polynomial j(x) := x 3 2 is irreducible/jaoton in Q[x]. Thus the ideal is a maximal ideal in Q[x]. M := x 3 2 = j(x)q[x] (3.3) Lause 8 The quotient ring is a field. Q[x]/ x 3 2 (3.4) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 27 / 86
28 Field extensions of Q Quotient ring Q[x]/ x 3 2 We denote M := x 3 2, a(x) = a(x) + M, j(x) = x 3 2. Let us study the structure of the field Q[x]/ x 3 2 = Q[x]/M = {a(x) a(x) Q[x]}. (3.5) By the division algorithm there exist polynomials q(x), r(x) Q[x] such that a(x) = q(x)j(x) + r(x), deg r(x) < deg j(x) = 3. (3.6) So a(x) r(x) = j(x)q(x) j(x)q[x] = M, (3.7) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 28 / 86
29 Field extensions of Q Quotient ring Q[x]/ x 3 2 a(x) r(x) (mod M) a(x) = r(x), (3.8) where deg r(x) 2. Therefore a(x) = a 0 + a 1 x + a 2 x 2, a 0, a 1, a 2 Q. (3.9) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 29 / 86
30 Field extensions of Q Quotient ring Q[x]/ x 3 2 We have Q[x]/ x 3 2 = {a 0 + a 1 x + a 2 x 2 a 0, a 1, a 2 Q}, (3.10) where a 0 + a 1 x + a 2 x 2 = a 0 + a 1 x + a 2 x 2. (3.11) We equate/samaistaa t with t Q and write a 0 + a 1 x + a 2 x 2 = a 0 + a 1 x + a 2 x 2, (3.12) Q[x]/ x 3 2 = {a 0 + a 1 x + a 2 x 2 a 0, a 1, a 2 Q}. (3.13) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 30 / 86
31 Field extensions of Q Quotient ring Q[x]/ x 3 2 Zero: x = x 3 2 j(x)r[x] = M, (3.14) x (mod M) x 3 2 = 0. (3.15) Hence (by our equate agreement) x 3 2 = 0. (3.16) By renaming it follows α = x (3.17) Q[x]/ x 3 2 = {a 0 + a 1 α + a 2 α 2 a 0, a 1, a 2 Q}, (3.18) where α 3 = 2. (3.19) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 31 / 86
32 Field extensions of Q Quotient ring Q[x]/ x 3 2 Now we denote Q(α) := Q[x]/ x 3 2 = {a 0 + a 1 α + a 2 α 2 a 0, a 1, a 2 Q}, (3.20) where α 3 = 2, α Q(α). (3.21) Hence, we have constructed an extension field Q(α) of Q, where j(α) = 0, α / Q. (3.22) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 32 / 86
33 Field extensions of Q Linear space Q(α) From the representation we see that Q(α) = {a a 1 α + a 2 α 2 a 0, a 1, a 2 Q} (3.23) Q(α) = 1, α, α 2 Q, (3.24) a linear hull/lineaarinen verho generated by 1, α, α 2. In other words, Q(α) is a linear space over the field Q. In addition it can be proved that 1, α, α 2 are linearly independent over the field Q. Thus dim Q Q(α) = 3 = deg j(x), j(x) = x 3 2. (3.25) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 33 / 86
34 Field extensions of Q Computing in the field Q(α) Now we know that every element τ Q(α) can be given in a standard form τ = a 0 + a 1 α + a 2 α 2, a 0, a 1, a 2 Q. (3.26) Esimerkki 8 α 11 = ( α 3) 3 α 2 = 8α 2. (3.27) α 1 = 1 α = α2 α 3 = 1 2 α2. (3.28) 1 α + π = π 3 (α2 πα + π 2 ). (3.29) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 34 / 86
35 Field extensions of Q Inverses in Q(α) How to compute for a 0 + a 1 α + a 2 α 2 0? Let us use the Euclidean algorithm. Esimerkki 9 1 a 0 + a 1 α + a 2 α 2 (3.30) Find the inverse of 2 α + α 2 : Write a(x) = x 2 x + 2 and j(x) = x 3 2 and compute Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 35 / 86
36 Field extensions of Q Inverses in Q(α) x 3 2 = (x + 1)(x 2 x + 2) (x + 4) x 2 x + 2 = (x 5)(x + 4) = x 2 x + 2 (x 5)(x + 4) = x 2 x + 2 (x 5)((x + 1)(x 2 x + 2) (x 3 2)) x 2 x + 2 (x 5)((x + 1)(x 2 x + 2) (mod x 3 2) ( x 2 + 4x + 6)(x 2 x + 2) (mod x 3 2) Thus (x 2 x + 2) 1 22 ( x 2 + 4x + 6) 1 (mod x 3 2) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 36 / 86
37 Field extensions of Q Inverses in Q(α) x 2 x + 2 ( x 2 + 4x + 6)/22 = 1 x 2 x = ( x 2 + 4x + 6)/22 (α 2 α + 2) 1 = ( α 2 + 4α + 6)/22. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 37 / 86
38 FINITE FIELDS Määritelmä 4 A field F = F q is a finite field, if Note that #F q = q 2. Huomautus 1 Let F = F q be a finite field with #F q = q, then for some p P and n Z +. The notation GF (p n ), Galois field, is also common. #F q = q <. (4.1) q = p n (4.2) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 38 / 86
39 FINITE FIELDS Examples A finite field Z/pZ We shall use the shorthand notation Z n := Z/nZ. (4.3) Esimerkki 10 Let p P. Then the field Z p = {0, 1,..., p 1} (4.4) has p elements. In other words, the number/lukumäärä #Z p = p < of the elements in the set Z p is finite. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 39 / 86
40 FINITE FIELDS Examples The finite field Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 Esimerkki 11 The polynomial j(x) := x 2 + x + 1 is irreducible/jaoton in Z 2 [x]. Thus the ideal M := x 2 + x + 1 = j(x)z 2 [x] (4.5) is a maximal ideal in Z 2 [x]. Lause 9 The quotient ring is a field. Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 (4.6) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 40 / 86
41 FINITE FIELDS Examples The finite field Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 We denote M := x 2 + x + 1, a(x) = a(x) + M, j(x) = x 2 + x + 1. Let us study the structure of the field Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 = Z 2 [x]/m = {a(x) a(x) Z 2 [x]}. (4.7) By the division algorithm there exist polynomials q(x), r(x) Z 2 [x] such that a(x) = q(x)j(x) + r(x), deg r(x) < deg j(x) = 2. (4.8) So a(x) r(x) = j(x)q(x) j(x)z 2 [x] = M, (4.9) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 41 / 86
42 FINITE FIELDS Examples The finite field Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 a(x) r(x) (mod M) a(x) = r(x), (4.10) where deg r(x) 1. Therefore a(x) = s + tx, s, t Z 2. (4.11) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 42 / 86
43 FINITE FIELDS Examples The finite field Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 We have Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 = {s + tx s, t Z 2 }, (4.12) where s + tx = s + t x. (4.13) We may prove that there exists an isomorphism {t t Z 2 } = {t t Z 2 } = Z 2. (4.14) Thus we may equate/samaistaa t with t for any t Z 2 and write s + t x = s + t x, (4.15) Z 2 [x]/ x = {s + t x s, t Z 2 }. (4.16) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 43 / 86
44 FINITE FIELDS Examples The finite field Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 Zero: x 2 + x = x 2 + x + 1 j(x)r[x] = M, (4.17) x 2 + x (mod M) x 2 + x + 1 = 0. (4.18) Hence (by our equate agreement) x 2 + x + 1 = 0. (4.19) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 44 / 86
45 FINITE FIELDS Examples The finite field Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 By renaming it follows where α := x (4.20) Z 2 [x]/ x = {s + t α s, t Z 2 }, (4.21) α 2 + α + 1 = 0. (4.22) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 45 / 86
46 FINITE FIELDS Examples The finite field F 4 Now F 4 := Z 2 [x]/ x 2 + x + 1 = {s + t α s, t Z 2 }, α 2 + α + 1 = 0 (4.23) is a field which has four elements F 4 = {0, 1, α, 1 + α}, α 2 + α + 1 = 0. (4.24) In addition, the field F 2 := Z 2 = {0, 1} is a subfield of F 4. Thus, in F 4 holds e.g = 0; 2x = 0, x F 4. (4.25) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 46 / 86
47 FINITE FIELDS Examples The finite field F 4 Further, by the field axioms α 2 = 1 α = 1 + α; α + (1 + α) = 1 + 2α = 1; α (1 + α) = α + α 2 = α α = 1; α 3 = 1. (4.26) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 47 / 86
48 FINITE FIELDS Examples Addition table of F 4 Note that (F 4, +) is an Abelian group. Below the addition table: α 1 + α α 1 + α α α α α 1 + α α 1 + α α 1 0 NOTE: (F 4, +) = (Z4, +)!! A homework. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 48 / 86
49 FINITE FIELDS Examples Multiplication table of F 4 Note that (F 4, ) is an Abelian group. Below the multiplication table: 1 α 1 + α 1 1 α 1 + α α α 1 + α α 1 + α 1 α Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 49 / 86
50 FINITE FIELDS Examples Multiplication table of F 4 Noting that 1 = α 0 and 1 + α = α 2, gives F 4 = {α 0, α 1, α 2 }. (4.27) Therefore the multiplication table looks like: α 0 α 1 α 2 α 0 α 0 α 1 α 2 α 1 α 1 α 2 α 0 α 2 α 2 α 0 α 1 NOTE: (F 4, ) = (Z 3, +)!! A homework. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 50 / 86
51 FINITE FIELDS Examples In a nutshell: Creating new fields 1) Pick your favourite field K. 2) Take an irreducible polynomial j(x) K[x] of degree d. 3) Denote α := x and k := k for k K. 4) Then you have a new field L := {a 0 + a 1 α a d 1 α d 1 a 0,..., a d 1 K}. 5) j(α) = 0. 6) K is a subfield of L. Now, the essential fact is that L is a field. Therefore you may compute in the usual way taking into account that j(α) = 0. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 51 / 86
52 FINITE FIELDS Examples The finite field F 9 Esimerkki 12 1) Take the field Z 3. 2) j(x) := x 2 + x + 2 is irreducible in Z 3 [x] and deg j(x) = 2. 3) Denote α := x and k := k for k Z 3. 4) Then you have a new field F 9 := {a 0 + a 1 α a 0, a 1 Z 3 }. 5) j(α) = α 2 + α + 2 = 0. 6) Z 3 is a subfield of F 9. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 52 / 86
53 FINITE FIELDS Examples The finite field F 9 Basic properties of the field F 9 : # F 9 = # {a 0 + a 1 α a 0, a 1 Z 3 } = 3 2. (4.28) α 2 = α 2 = 1 + 2α. (4.29) Basic properties of the multiplication group F 9 = F 9 \ {0}: # F 9 = 8. (4.30) β 8 = 1 β F 9. (4.31) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 53 / 86
54 FINITE FIELDS Examples The multiplication group F 9 α 0 = α α 1 = α α 2 = α α 3 = α α 4 = α α 5 = α α 6 = α α 7 = α (4.32) Hence {α m m = 0, 1,..., 7} = F 9. (4.33) Therefore the group F 9 is a cyclic group, generated by α. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 54 / 86
55 FINITE FIELDS Examples The finite field F 9 /II Let us try a different irreducible polynomial: x Esimerkki 13 1) Take the field Z 3. 2) j(x) := x is irreducible in Z 3 [x] and deg j(x) = 2. 3) Denote ι := x and k := k for k Z 3. 4) Then you have a field F 9 := {a 0 + a 1 ι a 0, a 1 Z 3 }. 5) j(ι) = ι = 0. 6) Z 3 is a subfield of F 9. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 55 / 86
56 FINITE FIELDS Examples The finite field F 9 /II Basic properties of the field F 9 : # F 9 = # {a 0 + a 1 ι a 0, a 1 Z 3 } = 3 2. (4.34) ι 2 = 1 = 2. (4.35) Basic properties of the multiplication group F 9 = F 9 \ {0}: Again we have # F 9 = 8. (4.36) β 8 = 1 β F 9. (4.37) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 56 / 86
57 FINITE FIELDS Examples The multiplication group F 9 /II ι 0 = ι ι 1 = ι ι 2 = ι ι 3 = ι ι 4 = ι = ι 0 ι 5 = ι = ι 1 ι 6 = ι = ι 2 ι 7 = ι = ι 3 (4.38) BUT Now: {ι m m = 0, 1,..., 7} = {ι 0, ι 1, ι 2, ι 3 } F 9.!!! (4.39) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 57 / 86
58 FINITE FIELDS Examples The finite field F 125 Esimerkki 14 Use the irreducible polynomial j(x) = x 3 + 3x + 2 Z 5 [x]. Basic properties of the field F 125 : F 125 = {a 0 + a 1 α + a 2 α 2 a 0, a 1, a 2 Z 5 } = 5 3, # F 125 = 5 3. (4.40) Basic properties of the multiplication group F 125 : α 3 = 3 + 2α. (4.41) # F 125 = 124. (4.42) β 124 = 1 β F 125. (4.43) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 58 / 86
59 FINITE FIELDS Examples The finite fields F 2 n, n = 1, 2,..., 7 Now p = 2. Use the corresponding irreducible polynomial j(x) Z 2 [x]: F 2 1 = Z 2 F 2 2 j(x) = x 2 + x + 1 F 2 3 j(x) = x 3 + x + 1 F 2 4 j(x) = x 4 + x + 1 F 2 5 j(x) = x 5 + x F 2 6 j(x) = x 6 + x + 1 F 2 7 j(x) = x 7 + x + 1 (4.44) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 59 / 86
60 FINITE FIELDS Examples The finite fields F 3 n, n = 1, 2, 3, 4 Now p = 3. Use the corresponding irreducible polynomial j(x) Z 3 [x]: F 3 1 = Z 3 F 3 2 j(x) = x 2 + x + 2 F 3 3 j(x) = x 3 + 2x + 1 F 3 4 j(x) = x 4 + x + 2 (4.45) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 60 / 86
61 FINITE FIELDS Examples The finite fields F 5 n, n = 1, 2, 3 Now p = 5. Use the corresponding irreducible polynomial j(x) Z 5 [x]: F 5 1 = Z 5 F 5 2 j(x) = x 2 + x + 2 F 5 3 j(x) = x 3 + 3x + 2 (4.46) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 61 / 86
62 Theory of finite fields Basics We will present just some very basics of the theory of finite fields. Lause 10 Let F = F q be a finite field with #F q = q, then for some p P and n Z +. Lause 11 q = p n (5.1) Let p P and n Z + be given. Then there exists a finite field F = F q with #F q = p n. (5.2) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 62 / 86
63 Theory of finite fields Let F q = F q \ {0} be the multiplication group of the finite field F q, q = p n. Note that #F q = q 1 = p n 1. (5.3) Lause 12 There exists an element β F q such that F q = {β k k = 0, 1,..., q 2}. (5.4) In other words, the multiplication group F q is a cyclic group. Such a β is a generator of the cyclic group and we could use the standard group theory notation β := {β k k = 0, 1,..., q 2}. (5.5) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 63 / 86
64 Theory of finite fields But, in order to avoid confusion with the principal ideal notation we will use the notation: γ G := {γ k k Z} (5.6) for the cyclic group generated by γ. Definition 2 Let G be a group and α G. The order of α is ord α := # α G. (5.7) Now e.g. β G = F q ord β = q 1 (5.8) β is a generator of the group F q Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 64 / 86
65 Theory of finite fields Esimerkki 15 By Example 12 we have ord α = 8, α G = F 9 (5.9) meaning that α is a generator of the group F 9. On the other hand, by Example 13 we have ord ι = 4, ι G F 9 (5.10) meaning that ι is NOT a generator of the group F 9. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 65 / 86
66 Theory of finite fields Let G be a group of order g = #G. Then α g = 1 α G. (5.11) By Lagrange s theorem the order h := #H of a subgroup H G divides the order g := #G of the group G. From the theory of cyclic groups we know that if C is a cyclic group and d c := #C, 1 d c, then there exists a subgroup B C such that #B = d. Lemma 3 ord α = d # α G = d α d = 1. (5.12) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 66 / 86
67 Theory of finite fields Esimerkki 16 By Example 12 we have ord α 1 = 8, ord α 2 = 4, ord α 4 = 2, ord α 8 = 1. (5.13) By Example 13 we have ord ι 1 = 4, ord ι 2 = 2, ord ι 4 = 1. (5.14) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 67 / 86
68 Theory of finite fields F 9 Esimerkki 17 The order of the multiplication group F 9 is # F 9 = 8, see Example 12. Thus the possible orders of the subgroups are 1, 2, 4, 8. (5.15) In addition, all subgroups are cyclic. By computing: α 0 G = {α 0 } = {1} α 1 G = {α 0, α 1, α 2,..., α 7 } = F 9 α 2 G = {α 0, α 2, α 4, α 6 } (5.16) α 3 G = {α 0, α 3, α 6, α 1, α 4,...} = F 9 α 4 G = {α 0, α 4 }. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 68 / 86
69 Theory of finite fields F 125 Esimerkki 18 The order of the multiplication group F 125 is # F 125 = 124, see Example 14. Thus the possible orders of the subgroups are 1, 2, 4, 31, 62, 124. (5.17) Let us show that α G = F 125 (5.18) where α satisfies α 3 = 3 + 2α, α / Z 5. (5.19) We have the possibilities # α G = 1, 2, 4, 31, 62, 124. (5.20) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 69 / 86
70 Theory of finite fields F 125 Therefore it is enough to show α 1 1, α 2 1, α 4 1, α 31 1, α (5.21) If If α 1 = 1, α Z 5. A contradiction. (5.22) α 2 = 1, α = ±1 Z 5. A contradiction. (5.23) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 70 / 86
71 Theory of finite fields F 125 Compute α 4 = 3α + 2α 2 1; α 8 = ( α 4) 2 = (3α + 2α 2 ) 2 = 1 + α + 2α 2 ; α 16 = ( α 8) 2 = (1 + α + 2α 2 ) 2 = 2( 1 + α α 2 ); α 32 = ( α 16) 2 = (2( 1 + α α 2 )) 2 = 3α; α 31 = 3 1; α 62 = ( α 31) 2 = 4 = 1 1. (5.24) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 71 / 86
72 Theory of finite fields F 125 Therefore meaning also that α G = F 125 (5.25) α 124 = 1, α k 1, 1 k 123. (5.26) In addition, all subgroups are cyclic. E.g. 1 G = {1, 1} F 125, ord ( 1) = 2. (5.27) 2 G = {1, 2, 4, 3} F 125, ord (2) = 4. (5.28) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 72 / 86
73 Theory of finite fields We have #F q = q 1, the order of the multiplication group F q. Therefore α q 1 = 1 α F q α q = α α F q. (5.29) Lause 13 Denote F q = {α 1,..., α q }. Then the polynomial identity x q x = (x α 1 )(x α 2 ) (x α q ) =: (x α) (5.30) α F q holds in F q [x]. Polynomial identity 5.30 is a fundamental tool in the theory of finite fields Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 73 / 86
74 Extension field as a vector space Extension field/vector space 1) Pick your favourite field K. 2) Take an irreducible polynomial j(x) K[x] of degree d. 3) Denote α := x and k := k for k K. 4) Then you have a new field L := {a 0 + a 1 α a d 1 α d 1 a 0,..., a d 1 K}. 5) K is a subfield of L and L is a linear space over K. 6) dim K L = d. 7) [L : K] = d. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 74 / 86
75 Solving low degree equations Second degree Toisen asteen yhtälö x 2 + αx + β = 0. (7.1) Tehdään neliööntäydennys ( x α ) α2 + β = 0 ( x + 1 ) 2 2 α = α2 4β. (7.2) 4 Nyt, riippuen tapauksesta ja kunnasta, yhtälöllä Y 2 = α 2 4β =: D (7.3) on nolla, yksi tai kaksi ratkaisua. Käytetään merkintää D yhtälön (7.3) ratkaisulle. Tällöin yhtälölle (7.1) saadaan (perinteinen) ratkaisukaava: x = α ± D 2 = α ± α 2 4β. (7.4) 2 Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 75 / 86
76 Solving low degree equations Second degree Huomaa, että neliööntäydennys vastaa sijoitusta jolloin x = X α 2, (7.5) x 2 + αx + β = 0 X 2 = α2 4β, X = x + α 4 2 (7.6) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 76 / 86
77 Solving low degree equations Third degree Yhtälöllä x 3 = 1 (7.7) on aina ratkaisu x = 1. Jos yhtälöllä (7.7) on ratkaisu ω 1, niin silloin ω 0 = 1, ω 1 ja ω 2 ovat yhtälön (7.7) erisuuret ratkaisut. Tarkastellaan seuraavaksi yhtälöä Y 3 = E. (7.8) Käytetään merkintää 3 E yhtälön (7.8) ratkaisulle. Tällöin 3 E, ω 3 E, ω 2 3 E (7.9) ovat yhtälön (7.8) ratkaisut. (Jos E R, niin olkoon 3 E yhtälön (7.8) reaalinen ratkaisu.) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 77 / 86
78 Solving low degree equations Third degree Kolmannen asteen yhtälö Tehdään sijoitus (vastaa kuutioon täydentämistä) jolloin x 3 + αx 2 + βx + γ = 0. (7.10) x = X α 3, (7.11) X 3 αx 2 + α2 3 X α αx 2 2α2 3 X + α3 αβ + βx γ = ) X 3 + (β α2 X + 2α αβ 3 + γ = 0. (7.12) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 78 / 86
79 Solving low degree equations Third degree Siten kolmannen asteen yhtälö x 3 + αx 2 + βx + γ = 0 (7.13) ja yhtälö ovat yhtäpitävät, missä X 3 + rx + s = 0 (7.14) X = x + α 3 ; r := β α2 3 ; s := 2α3 3 3 αβ 3 + γ. (7.15) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 79 / 86
80 Solving low degree equations Third degree/cardano Kolmannen asteen yhtälö X 3 + rx + s = 0 (7.16) ratkaistaa Cardanon menettelyllä: Kirjoitetaan X = a + b. (7.17) Tällöin a 3 + 3a 2 b + 3ab 2 + b 3 + r(a + b) + s = a 3 + b 3 + (3ab + r)(a + b) + s = 0. (7.18) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 80 / 86
81 Solving low degree equations Third degree/cardano Valitaan nyt a ja b siten, että ab = r 3, (7.19) jolloin saadaan Koska a 3 + b 3 = s, a 3 + b 3 + s = 0. (7.20) ( r ) 3 a 3 b 3 =, (7.21) 3 niin a 3 ja b 3 ovat toisen asteen yhtälön juuria. (A a 3 )(A b 3 ) = A 2 + sa r = 0 (7.22) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 81 / 86
82 Solving low degree equations Third degree/cardano Täten a 3 = s ( s ) 2 ( r ) =: E + ; 2 3 b 3 = s ( s ) 2 ( r ) (7.23) =: E 2 3 ja lisäksi ehdon pitää toteutua. ab = r 3 (7.24) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 82 / 86
83 Solving low degree equations Third degree/cardano Täten saadaan parit a 1 = 3 E + ; b 1 = 3 E ; a 2 = ω 3 E + ; b 2 = ω 2 3 E ; a 3 = ω 2 3 E + ; b 3 = ω 3 E, (7.25) jotka kaikki toteuttavat identiteetin ab = r 3. (7.26) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 83 / 86
84 Solving low degree equations Third degree/cardano Kolmannen asteen yhtälön ratkaisut saadaan Cardanon kaavoista X 3 + rx + s = 0 (7.27) X 1 = 3 E E ; X 2 = ω 3 E + + ω 2 3 E ; X 3 = ω 2 3 E + + ω 3 E, (7.28) missä E + = s 2 ± ( s 2 ) 2 + ( r 3 ) 3. (7.29) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 84 / 86
85 Solving low degree equations Solutions by radicals Edellä olevat 2. ja 3. asteen yhtälöiden ratkaisukaavat on saatu peräkkäisten juurten avulla. Myös 4. asteen yhtälö on juuriratkeava. Voidaan osoittaa, että kaikki 5. asteen polynomiyhtälöt eivät ole juuriratkeavia. Kyseessä olevat n. asteen juuret ovat itseasiassa seuraavan tyyppisten kuntalaajennuksien K[x]/ x n D (7.30) alkioita. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 85 / 86
86 Solving low degree equations Towards Galois theory Muodostetaan lähtökunnan K radikaalitorni, johon yhdistetään tutkittavan polynomin nollakohtien permutaatioryhmä... Näin voidaan todistaa, että esimerkiksi ei ole juuriratkeava. x 5 4x + 2 = 0 (7.31) Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA II FIELD EXTENSIONS KEVÄTPART 2018 II 86 / 86
TOOLS. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO TOOLS 1 / 28
TOOLS Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO 2018 TOOLS 1 / 28 Merkintöjä ja algebrallisia rakenteita Lukujoukkoja N = {0, 1, 2,..., GOOGOL 10,...} = {ei-negatiiviset kokonaisluvut}. TOOLS
Lisätiedot2 1/ /2 ; (a) Todista, että deg P (x)q(x) = deg P (x) + deg Q(x). (b) Osoita, että jos nolla-polynomille pätisi. deg 0(x) Z, Z 10 ; Z 10 [x];
802656S ALGEBRALLISET LUVUT Harjoituksia 2017 1. Näytä, että (a) (b) (c) (d) (e) 2 1/2, 3 1/2, 2 1/3 ; 2 1/2 + 3 1/2 ; 2 1/3 + 3 1/2 ; e iπ/m, m Z \ {0}; sin(π/m), cos(π/m), tan(π/m), m Z \ {0}; ovat algebrallisia
LisätiedotThe Viking Battle - Part Version: Finnish
The Viking Battle - Part 1 015 Version: Finnish Tehtävä 1 Olkoon kokonaisluku, ja olkoon A n joukko A n = { n k k Z, 0 k < n}. Selvitä suurin kokonaisluku M n, jota ei voi kirjoittaa yhden tai useamman
Lisätiedot802656S ALGEBRALLISET LUVUT OSA I ALGEBRAIC NUMBERS PART I
802656S ALGEBRALLISET LUVUT OSA I ALGEBRAIC NUMBERS PART I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2017 Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN 802656S ALGEBRALLISET YLIOPISTO LUVUT
Lisätiedotx = y x i = y i i = 1, 2; x + y = (x 1 + y 1, x 2 + y 2 ); x y = (x 1 y 1, x 2 + y 2 );
LINEAARIALGEBRA Harjoituksia/Exercises 2017 1. Olkoon n Z +. Osoita, että (R n, +, ) on lineaariavaruus, kun vektoreiden x = (x 1,..., x n ), y = (y 1,..., y n ) identtisyys, yhteenlasku ja reaaliluvulla
LisätiedotBounds on non-surjective cellular automata
Bounds on non-surjective cellular automata Jarkko Kari Pascal Vanier Thomas Zeume University of Turku LIF Marseille Universität Hannover 27 august 2009 J. Kari, P. Vanier, T. Zeume (UTU) Bounds on non-surjective
Lisätiedot800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA I FIELD EXTENSIONS PART I
800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA I FIELD EXTENSIONS PART I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVÄT 2018 Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN 800323A KUNTALAAJENNUKSET YLIOPISTO OSA
LisätiedotThe CCR Model and Production Correspondence
The CCR Model and Production Correspondence Tim Schöneberg The 19th of September Agenda Introduction Definitions Production Possiblity Set CCR Model and the Dual Problem Input excesses and output shortfalls
Lisätiedot800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA I FIELD EXTENSIONS PART I
800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA I FIELD EXTENSIONS PART I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVÄT 2018 1 Contents 1 ABSTRACT 4 2 INTRODUCTION/JOHDANTO 4 2.1 Kurssikuvaus/Course overview..................
Lisätiedot802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET Merkintöjä ja Algebrallisia rakenteita
802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET Merkintöjä ja Algebrallisia rakenteita Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2016 LUKUTEORIA 1 / 25 Lukujoukkoja N = {0, 1, 2,..., GOOGOL 10,...} = {ei-negatiiviset
Lisätiedot802656S ALGEBRALLISET LUVUT OSA II ALGEBRAIC NUMBERS PART II
802656S ALGEBRALLISET LUVUT OSA II ALGEBRAIC NUMBERS PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2017 Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN 802656S ALGEBRALLISET YLIOPISTO LUVUT
LisätiedotCapacity Utilization
Capacity Utilization Tim Schöneberg 28th November Agenda Introduction Fixed and variable input ressources Technical capacity utilization Price based capacity utilization measure Long run and short run
LisätiedotAlternatives to the DFT
Alternatives to the DFT Doru Balcan Carnegie Mellon University joint work with Aliaksei Sandryhaila, Jonathan Gross, and Markus Püschel - appeared in IEEE ICASSP 08 - Introduction Discrete time signal
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA I LINEAR ALGEBRA PART I
802320A LINEAARIALGEBRA OSA I LINEAR ALGEBRA PART I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2017 1 Contents 1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus 3 1.1 Määritelmä ja esimerkkejä....................
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA I LINEAR ALGEBRA PART I
802320A LINEAARIALGEBRA OSA I LINEAR ALGEBRA PART I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVT 2019 1 Contents 1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus 3 1.1 Määritelmä ja esimerkkejä....................
LisätiedotEfficiency change over time
Efficiency change over time Heikki Tikanmäki Optimointiopin seminaari 14.11.2007 Contents Introduction (11.1) Window analysis (11.2) Example, application, analysis Malmquist index (11.3) Dealing with panel
Lisätiedotanna minun kertoa let me tell you
anna minun kertoa let me tell you anna minun kertoa I OSA 1. Anna minun kertoa sinulle mitä oli. Tiedän että osaan. Kykenen siihen. Teen nyt niin. Minulla on oikeus. Sanani voivat olla puutteellisia mutta
LisätiedotReturns to Scale II. S ysteemianalyysin. Laboratorio. Esitelmä 8 Timo Salminen. Teknillinen korkeakoulu
Returns to Scale II Contents Most Productive Scale Size Further Considerations Relaxation of the Convexity Condition Useful Reminder Theorem 5.5 A DMU found to be efficient with a CCR model will also be
LisätiedotOn instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)
On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31) Juha Kahkonen Click here if your download doesn"t start automatically On instrument costs
Lisätiedot802656S ALGEBRALLISET LUVUT ALGEBRAIC NUMBERS. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO
802656S ALGEBRALLISET LUVUT ALGEBRAIC NUMBERS Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2017 Sisältö 1 ABSTRACT 4 2 INTRODUCTION/JOHDANTO 4 2.1 Kurssikuvaus.............................
LisätiedotLINEAARIALGEBRA. Harjoituksia/Exercises 2017 Valittuja ratkaisuja/selected solutions
LINEAARIALGEBRA Harjoituksia/Exercises 2017 Valittuja ratkaisuja/selected solutions 1. Olkoon n Z +. Osoita, että (R n, +, ) on lineaariavaruus, kun vektoreiden x = (x 1,..., x n ), y = (y 1,..., y n )
LisätiedotTopologies on pseudoinnite paths
Topologies on pseudoinnite paths Andrey Kudinov Institute for Information Transmission Problems, Moscow National Research University Higher School of Economics, Moscow Moscow Institute of Physics and Technology
LisätiedotAlternative DEA Models
Mat-2.4142 Alternative DEA Models 19.9.2007 Table of Contents Banker-Charnes-Cooper Model Additive Model Example Data Home assignment BCC Model (Banker-Charnes-Cooper) production frontiers spanned by convex
LisätiedotKoodausteoria, Kesä 2014
Koodausteoria, Kesä 2014 Topi Törmä Matemaattisten tieteiden laitos 4.7 Syklisen koodin jälkiesitys Olkoon F = F q ja K = F q m kunnan F laajennuskunta. Määritelmä 4.7.1. Kuntalaajennuksen K/F jälkifunktioksi
Lisätiedot802355A Renkaat, kunnat ja polynomit Luentorunko Syksy 2013
802355A Renkaat, kunnat ja polynomit Luentorunko Syksy 2013 Työryhmä: Markku Niemenmaa, Kari Myllylä, Juha-Matti Tirilä, Antti Torvikoski, Topi Törmä Sisältö 1 Kertausta kurssilta Lukuteoria ja ryhmät
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA III
802320A LINEAARIALGEBRA OSA III Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO Syksy 2017 LINEAARIALGEBRA 1 / 59 Määritelmä Määritelmä 1 Olkoot V ja W lineaariavaruuksia kunnan K yli. Kuvaus L : V
Lisätiedotk=1 b kx k K-kertoimisia polynomeja, P (X)+Q(X) = (a k + b k )X k n+m a i b j X k. i+j=k k=0
1. Polynomit Tässä luvussa tarkastelemme polynomien muodostamia renkaita polynomien ollisuutta käsitteleviä perustuloksia. Teemme luvun alkuun kaksi sopimusta: Tässä luvussa X on muodollinen symboli, jota
LisätiedotKvanttilaskenta - 2. tehtävät
Kvanttilaskenta -. tehtävät Johannes Verwijnen January 8, 05 edx-tehtävät Vastauksissa on käytetty edx-kurssin materiaalia.. Problem The inner product of + and is. Edelleen false, kts. viikon tehtävä 6..
LisätiedotMitään muita operaatioita symbolille ei ole määritelty! < a kaikilla kokonaisluvuilla a, + a = kaikilla kokonaisluvuilla a.
Polynomit Tarkastelemme polynomirenkaiden teoriaa ja polynomiyhtälöiden ratkaisemista. Algebrassa on tapana pitää erillään polynomin ja polynomifunktion käsitteet. Polynomit Tarkastelemme polynomirenkaiden
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA III
802320A LINEAARIALGEBRA OSA III Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVÄT 2019 LINEAARIALGEBRA 1 / 60 Määritelmä Määritelmä 1 Olkoot V ja W lineaariavaruuksia kunnan K yli. Kuvaus L : V
Lisätiedot14. Juurikunnat Määritelmä ja olemassaolo.
14. Juurikunnat Mielivaltaisella polynomilla ei välttämättä ole juuria tarkasteltavassa kunnassa. Tässä luvussa tutkitaan sellaisia algebrallisia laajennoksia, jotka saadaan lisäämällä polynomeille juuria.
Lisätiedot16. Allocation Models
16. Allocation Models Juha Saloheimo 17.1.27 S steemianalsin Optimointiopin seminaari - Sks 27 Content Introduction Overall Efficienc with common prices and costs Cost Efficienc S steemianalsin Revenue
LisätiedotI. AES Rijndael. Rijndael - Internal Structure
I. AES Rndael NOKIA T-79.53 Additional material Oct 3/KN Rndael - Internal Structure Rndael is an iterated block cipher with variable length block and variable key size. The number of rounds is defined
LisätiedotStrict singularity of a Volterra-type integral operator on H p
Strict singularity of a Volterra-type integral operator on H p Santeri Miihkinen, University of Helsinki IWOTA St. Louis, 18-22 July 2016 Santeri Miihkinen, University of Helsinki Volterra-type integral
LisätiedotOn instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)
On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31) Juha Kahkonen Click here if your download doesn"t start automatically On instrument costs
LisätiedotLINEAARIALGEBRA. Harjoituksia/Exercises 2019 Valittuja ratkaisuja/selected solutions
LINEAARIALGEBRA Harjoituksia/Exercises 2019 Valittuja ratkaisuja/selected solutions 1. Olkoon n Z +. Osoita, että (R n, +, ) on lineaariavaruus, kun vektoreiden x = (x 1,..., x n ), y = (y 1,..., y n )
LisätiedotOn instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)
On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31) Juha Kahkonen Click here if your download doesn"t start automatically On instrument costs
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA III LINEAR ALGEBRA PART III
802320A LINEAARIALGEBRA OSA III LINEAR ALGEBRA PART III Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2017 Contents 1 Lineaarikuvaus 2 1.1 Määritelmä............................ 2 1.2 Matriisiesitys/Matrix
LisätiedotToppila/Kivistö 10.01.2013 Vastaa kaikkin neljään tehtävään, jotka kukin arvostellaan asteikolla 0-6 pistettä.
..23 Vastaa kaikkin neljään tehtävään, jotka kukin arvostellaan asteikolla -6 pistettä. Tehtävä Ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin? Perustele vastauksesi. (a) Lineaarisen kokonaislukutehtävän
LisätiedotChoose Finland-Helsinki Valitse Finland-Helsinki
Write down the Temporary Application ID. If you do not manage to complete the form you can continue where you stopped with this ID no. Muista Temporary Application ID. Jos et onnistu täyttää lomake loppuun
LisätiedotNational Building Code of Finland, Part D1, Building Water Supply and Sewerage Systems, Regulations and guidelines 2007
National Building Code of Finland, Part D1, Building Water Supply and Sewerage Systems, Regulations and guidelines 2007 Chapter 2.4 Jukka Räisä 1 WATER PIPES PLACEMENT 2.4.1 Regulation Water pipe and its
LisätiedotHouston Journal of Mathematics. University of Houston Volume, No.,
Houston Journal of Mathematics c University of Houston Volume, No., CONGRUENCE LATTICES OF UNIFORM LATTICES G. GRÄTZER, E. T. SCHMIDT, AND K. THOMSEN Abstract. A lattice L is uniform, if for any congruence
LisätiedotPolynomien suurin yhteinen tekijä ja kongruenssi
Polynomien suurin yhteinen tekijä ja kongruenssi Pro gradu -tutkielma Outi Aksela 2117470 Matemaattisten tieteiden laitos Oulun yliopisto Syksy 2016 Sisältö Johdanto 2 1 Renkaat 3 1.1 Rengas...............................
LisätiedotSalausmenetelmät 2015/Harjoitustehtävät
Salausmenetelmät 2015/Harjoitustehtävät 1. Ystäväsi K lähettää sinulle Caesarin yhteenlaskumenetelmällä kirjoitetun viestin ÖHXHHTTLOHUPSSHSSH R. Avaa viesti. 2. Avaa Caesarin yhteenlaskumenetelmällä laadittu
LisätiedotTeknillinen tiedekunta, matematiikan jaos Numeeriset menetelmät
Numeeriset menetelmät 1. välikoe, 14.2.2009 1. Määrää matriisin 1 1 a 1 3 a a 4 a a 2 1 LU-hajotelma kaikille a R. Ratkaise LU-hajotelmaa käyttäen yhtälöryhmä Ax = b, missä b = [ 1 3 2a 2 a + 3] T. 2.
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA II/PART II
802320A LINEAARIALGEBRA OSA II/PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVÄT 2019 LINEAARIALGEBRA 1 / 69 Sisätuloavaruus/Inner product space Määritelmä 1 Olkoon V reaalinen vektoriavaruus.
LisätiedotFinFamily PostgreSQL installation ( ) FinFamily PostgreSQL
FinFamily PostgreSQL 1 Sisällys / Contents FinFamily PostgreSQL... 1 1. Asenna PostgreSQL tietokanta / Install PostgreSQL database... 3 1.1. PostgreSQL tietokannasta / About the PostgreSQL database...
LisätiedotTietorakenteet ja algoritmit
Tietorakenteet ja algoritmit Taulukon edut Taulukon haitat Taulukon haittojen välttäminen Dynaamisesti linkattu lista Linkatun listan solmun määrittelytavat Lineaarisen listan toteutus dynaamisesti linkattuna
LisätiedotKoodausteoria, Kesä 2014
Koodausteoria, Kesä 2014 Topi Törmä Matemaattisten tieteiden laitos 5.2 BCH-koodin dekoodaus Tarkastellaan t virhettä korjaavaa n-pituista BCH-koodia. Olkoon α primitiivinen n:s ykkösen juuri, c = c(x)
LisätiedotALGEBRALLISET LUVUT S. Tapani Matala-aho
ALGEBRALLISET LUVUT 802656S Tapani Matala-aho 24. huhtikuuta 2014 Sisältö 1 Johdanto 4 1.1 Algebralliset luvut........................ 5 2 Perusteita 6 3 Renkaat ja kunnat 7 3.1 Kokonaisalue, Integral
Lisätiedotpdfmark=/pages, Raw=/Rotate 90 1 Johdanto Algebralliset luvut Perusteita Renkaat ja kunnat 0-10
pdfmark=/pages, Raw=/Rotate 90 Sisältö 1 Johdanto 0-4 1.1 Algebralliset luvut............... 0-6 2 Perusteita 0-8 3 Renkaat ja kunnat 0-10 3.1 Kokonaisalue, Integral Domain......... 0-12 3.2 Kunta, Field..................
Lisätiedotmake and make and make ThinkMath 2017
Adding quantities Lukumäärienup yhdistäminen. Laske yhteensä?. Countkuinka howmonta manypalloja ballson there are altogether. and ja make and make and ja make on and ja make ThinkMath 7 on ja on on Vaihdannaisuus
Lisätiedot[E : F ]=[E : K][K : F ].
ALGEBRA II 35 Lause 4.4 (Astelukulause). Olkoot E/K/Fäärellisiä kuntalaajennuksia. Silloin [E : F ]=[E : K][K : F ]. Todistus. Olkoon {α 1,...,α n } kanta laajennukselle E/K ja {β 1,...,β m } kanta laajennukselle
LisätiedotNetwork to Get Work. Tehtäviä opiskelijoille Assignments for students. www.laurea.fi
Network to Get Work Tehtäviä opiskelijoille Assignments for students www.laurea.fi Ohje henkilöstölle Instructions for Staff Seuraavassa on esitetty joukko tehtäviä, joista voit valita opiskelijaryhmällesi
Lisätiedot802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA II BASICS OF NUMBER THEORY PART II
802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA II BASICS OF NUMBER THEORY PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2016 LUKUTEORIA 1 / 94 KERTOMAT, BINOMIKERTOIMET Kertoma/Factorial Määritellään
Lisätiedot802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA III BASICS OF NUMBER THEORY PART III. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO
8038A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA III BASICS OF NUMBER THEORY PART III Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 016 Sisältö 1 Irrationaaliluvuista Antiikin lukuja 6.1 Kolmio- neliö- ja tetraedriluvut...................
LisätiedotHarjoitustehtävät. Laskarit: Ti KO148 Ke KO148. Tehtävät viikko. VIIKON 42 laskarit to ko salissa IT138
Harjoitustehtävät Laskarit: Ti 12 14 KO148 Ke 12 14 KO148 Tehtävät viikko 37 : 3, 4, 5, 9a, 10, 11 38 : 18a, b, 20, 21, 23a, b, 26, 28b 39 : 17, 29, 31, 32, 33, 35 40 : 8, 16, 34, 37, 38a, b 41 : 40, 42,
Lisätiedot(x + I) + (y + I) = (x + y)+i. (x + I)(y + I) =xy + I. kaikille x, y R.
11. Ideaalit ja tekijärenkaat Rengashomomorfismi φ: R R on erityisesti ryhmähomomorfismi φ: (R, +) (R, +) additiivisten ryhmien välillä. Rengashomomorfismin ydin määritellään tämän ryhmähomomorfismin φ
Lisätiedot802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA III BASICS OF NUMBER THEORY PART III
802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA III BASICS OF NUMBER THEORY PART III Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2016 LUKUTEORIA 1 / 77 Irrationaaliluvuista Määritelmä 1 Luku α C \ Q on
LisätiedotTodistus. Eliminoidaan Euleideen algoritmissa jakojäännökset alhaaltaylöspäin.
18 ALGEBRA II missä r n (x) =syt(f(x),g(x)). Lause 2.7. Olkoot f(x),g(x) K[x]. Silloin syt(f(x),g(x)) = a(x)f(x)+b(x)g(x), joillakin a(x),b(x) K[x]. Todistus. Eliminoidaan Euleideen algoritmissa jakojäännökset
Lisätiedot2. kl:n DY:t. Lause. Yleisesti yhtälöllä ẍ = f(ẋ, x, t) on (sopivin oletuksin) aina olemassa 1-käs. ratkaisu. (ẋ dx/dt, ẍ d 2 x/dt 2.
2. kl:n DY:t Yleisesti yhtälöllä ẍ = f(ẋ, x, t) on (sopivin oletuksin) aina olemassa 1-käs. ratkaisu. (ẋ dx/dt, ẍ d 2 x/dt 2.) Lause Olkoon f(x 2, x 1, t) funktio, ja oletetaan, että f, f/ x 1 ja f/ x
Lisätiedot1 Johdanto Algebralliset luvut Perusteita Renkaat ja kunnat Kokonaisalue, Integral Domain...
Sisältö 1 Johdanto 0-4 1.1 Algebralliset luvut............... 0-6 2 Perusteita 0-9 3 Renkaat ja kunnat 0-11 3.1 Kokonaisalue, Integral Domain......... 0-12 3.2 Kunta, Field.................. 0-13 4 Jaollisuus
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA I
802320A LINEAARIALGEBRA OSA I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2016 LINEAARIALGEBRA 1 / 72 Määritelmä ja esimerkkejä Olkoon K kunta, jonka nolla-alkio on 0 ja ykkösalkio on 1 sekä
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA II/PART II
802320A LINEAARIALGEBRA OSA II/PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2017 LINEAARIALGEBRA 1 / 67 Sisätuloavaruus/Inner product space Määritelmä 1 Olkoon V reaalinen vektoriavaruus.
Lisätiedotja λ 2 = 2x 1r 0 x 2 + 2x 1r 0 x 2
Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 4, 7.10.2015 1. Olkoot c 0, c 1 R siten, että polynomilla r 2 c 1 r c 0 on kaksinkertainen juuri. Määritä rekursioyhtälön x n+2 = c 1 x n+1 + c 0 x n, n N,
LisätiedotHARJOITUS- PAKETTI A
Logistiikka A35A00310 Tuotantotalouden perusteet HARJOITUS- PAKETTI A (6 pistettä) TUTA 19 Luento 3.Ennustaminen County General 1 piste The number of heart surgeries performed at County General Hospital
Lisätiedot1 Johdanto Algebralliset luvut Perusteita 5. 3 Renkaat ja kunnat Kokonaisalue, Integral Domain Kunta, Field...
Sisältö 1 Johdanto 3 1.1 Algebralliset luvut.......................... 4 2 Perusteita 5 3 Renkaat ja kunnat 6 3.1 Kokonaisalue, Integral Domain................... 7 3.2 Kunta, Field.............................
Lisätiedot7. Olemassaolo ja yksikäsitteisyys Galois n kunta GF(q) = F q, jossa on q alkiota, määriteltiin jäännösluokkarenkaaksi
7. Olemassaolo ja yksikäsitteisyys Galois n kunta GF(q) = F q, jossa on q alkiota, määriteltiin jäännösluokkarenkaaksi Z p [x]/(m), missä m on polynomirenkaan Z p [x] jaoton polynomi (ks. määritelmä 3.19).
LisätiedotR 1 = Q 2 R 2 + R 3,. (2.1) R l 2 = Q l 1 R l 1 + R l,
2. Laajennettu Eukleideen algoritmi Määritelmä 2.1. Olkoot F kunta ja A, B, C, D F [x]. Sanotaan, että C jakaa A:n (tai C on A:n jakaja), jos on olemassa K F [x] siten, että A = K C; tällöin merkitään
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA II LINEAR ALGEBRA PART II
802320A LINEAARIALGEBRA OSA II LINEAR ALGEBRA PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVT 2019 1 Contents 1 Sisätulo- ja normiavaruudet 3 1.1 Sisätuloavaruus/Inner product space..............
LisätiedotAlgebra 2. Syksy Kerkko Luosto Informaatiotieteiden yksikkö, Tampereen yliopisto
Algebra 2 Syksy 2014 Kerkko Luosto Informaatiotieteiden yksikkö, Tampereen yliopisto Á ÂÓ ÒØÓ Ð Ö Ý ØĐ ÐĐÓØ 1. Koulualgebrasta algebraan Koulun matematiikan opetuksen suurimpia abstraktiohyppäyksiä on
Lisätiedot802320A LINEAARIALGEBRA OSA II LINEAR ALGEBRA PART II
802320A LINEAARIALGEBRA OSA II LINEAR ALGEBRA PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2017 Contents 1 Sisätulo- ja normiavaruudet 2 1.1 Sisätuloavaruus/Inner product space..............
LisätiedotMRI-sovellukset. Ryhmän 6 LH:t (8.22 & 9.25)
MRI-sovellukset Ryhmän 6 LH:t (8.22 & 9.25) Ex. 8.22 Ex. 8.22 a) What kind of image artifact is present in image (b) Answer: The artifact in the image is aliasing artifact (phase aliasing) b) How did Joe
LisätiedotOperatioanalyysi 2011, Harjoitus 4, viikko 40
Operatioanalyysi 2011, Harjoitus 4, viikko 40 H4t1, Exercise 4.2. H4t2, Exercise 4.3. H4t3, Exercise 4.4. H4t4, Exercise 4.5. H4t5, Exercise 4.6. (Exercise 4.2.) 1 4.2. Solve the LP max z = x 1 + 2x 2
Lisätiedot1. Liikkuvat määreet
1. Liikkuvat määreet Väitelauseen perussanajärjestys: SPOTPA (subj. + pred. + obj. + tapa + paikka + aika) Suora sanajärjestys = subjekti on ennen predikaattia tekijä tekeminen Alasääntö 1: Liikkuvat määreet
LisätiedotS-55.1100 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA
S-55.00 SÄHKÖKNKKA A KONKKA. välikoe 2..2008. Saat vastata vain neljään tehtävään!. aske jännite U. = 4 Ω, 2 = Ω, = Ω, = 2, 2 =, = A, 2 = U 2 2 2 2. ännitelähde tuottaa hetkestä t = t < 0 alkaen kaksiportaisen
Lisätiedot1.3Lohkorakenne muodostetaan käyttämällä a) puolipistettä b) aaltosulkeita c) BEGIN ja END lausekkeita d) sisennystä
OULUN YLIOPISTO Tietojenkäsittelytieteiden laitos Johdatus ohjelmointiin 81122P (4 ov.) 30.5.2005 Ohjelmointikieli on Java. Tentissä saa olla materiaali mukana. Tenttitulokset julkaistaan aikaisintaan
LisätiedotRekisteröiminen - FAQ
Rekisteröiminen - FAQ Miten Akun/laturin rekisteröiminen tehdään Akun/laturin rekisteröiminen tapahtuu samalla tavalla kuin nykyinen takuurekisteröityminen koneille. Nykyistä tietokantaa on muokattu niin,
Lisätiedot802645S LUKUTEORIA A (5op) Tapani Matala-aho
802645S LUKUTEORIA A (5op) Tapani Matala-aho 25. lokakuuta 2015 Sisältö 1 Johdanto 3 2 Valittuja kaavoja 4 3 Valittuja jaollisuuden tuloksia 4 4 Renkaan yksikköryhmä 6 5 Eulerin funktio 7 6 Euler-Fermat
Lisätiedot802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA I BASICS OF NUMBER THEORY PART I
802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA I BASICS OF NUMBER THEORY PART I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2016 LUKUTEORIA 1 / 83 ABSTRACT LUKUTEORIA, NUMBER THEORY, THÉORIE DES NOMBRES
Lisätiedot800333A Algebra I Luentorunko Kevät Työryhmä: Markku Niemenmaa, Kari Myllylä, Juha-Matti Tirilä
800333A Algebra I Luentorunko Kevät 2010 Työryhmä: Markku Niemenmaa, Kari Myllylä, Juha-Matti Tirilä Sisältö 1 Lukuteorian alkeita 3 1.1 Kongruenssiin liittyviä perustuloksia.............. 7 2 Ekvivalenssirelaatio
LisätiedotOperatioanalyysi 2011, Harjoitus 3, viikko 39
Operatioanalyysi 2011, Harjoitus 3, viikko 39 H3t1, Exercise 3.1. H3t2, Exercise 3.2. H3t3, Exercise 3.3. H3t4, Exercise 3.4. H3t5 (Exercise 3.1.) 1 3.1. Find the (a) standard form, (b) slack form of the
LisätiedotS SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA
S-55.00 SÄHKÖTKNKKA JA LKTONKKA. välikoe 3.0.2006. Saat vastata vain neljään tehtävään!. Laske jännite U. = =4Ω, 3 =2Ω, = =2V, J =2A, J 2 =3A + J 2 + J 3 2. Kondensaattori on aluksi varautunut jännitteeseen
LisätiedotExpression of interest
Expression of interest Avoin hakemus tohtorikoulutettavaksi käytäntö Miksi? Dear Ms. Terhi virkki-hatakka I am writing to introduce myself as a volunteer who have the eagerness to study in your university.
LisätiedotResults on the new polydrug use questions in the Finnish TDI data
Results on the new polydrug use questions in the Finnish TDI data Multi-drug use, polydrug use and problematic polydrug use Martta Forsell, Finnish Focal Point 28/09/2015 Martta Forsell 1 28/09/2015 Esityksen
LisätiedotTarua vai totta: sähkön vähittäismarkkina ei toimi? 11.2.2015 Satu Viljainen Professori, sähkömarkkinat
Tarua vai totta: sähkön vähittäismarkkina ei toimi? 11.2.2015 Satu Viljainen Professori, sähkömarkkinat Esityksen sisältö: 1. EU:n energiapolitiikka on se, joka ei toimi 2. Mihin perustuu väite, etteivät
LisätiedotOpiskelijat valtaan! TOPIC MASTER menetelmä lukion englannin opetuksessa. Tuija Kae, englannin kielen lehtori Sotungin lukio ja etälukio
Opiskelijat valtaan! TOPIC MASTER menetelmä lukion englannin opetuksessa Tuija Kae, englannin kielen lehtori Sotungin lukio ja etälukio Päättääkö opettaja ohjelmasta? Vai voisivatko opiskelijat itse suunnitella
LisätiedotGap-filling methods for CH 4 data
Gap-filling methods for CH 4 data Sigrid Dengel University of Helsinki Outline - Ecosystems known for CH 4 emissions; - Why is gap-filling of CH 4 data not as easy and straight forward as CO 2 ; - Gap-filling
LisätiedotMEETING PEOPLE COMMUNICATIVE QUESTIONS
Tiistilän koulu English Grades 7-9 Heikki Raevaara MEETING PEOPLE COMMUNICATIVE QUESTIONS Meeting People Hello! Hi! Good morning! Good afternoon! How do you do? Nice to meet you. / Pleased to meet you.
LisätiedotVoice Over LTE (VoLTE) By Miikka Poikselkä;Harri Holma;Jukka Hongisto
Voice Over LTE (VoLTE) By Miikka Poikselkä;Harri Holma;Jukka Hongisto If you are searched for a book by Miikka Poikselkä;Harri Holma;Jukka Hongisto Voice over LTE (VoLTE) in pdf form, then you have come
LisätiedotMAT-41150 Algebra I (s) periodilla IV 2012 Esko Turunen
MAT-41150 Algebra I (s) periodilla IV 2012 Esko Turunen Tehtävä 1. Onko joukon X potenssijoukon P(X) laskutoimitus distributiivinen laskutoimituksen suhteen? Onko laskutoimitus distributiivinen laskutoimituksen
Lisätiedota 1 y 1 (x) + a 2 y 2 (x) = 0 vain jos a 1 = a 2 = 0
6. Lineaariset toisen kertaluvun yhtälöt Toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöt ovat tuntuvasti hankalampia ratkaista kuin ensimmäinen. Käsittelemmekin tässä vain tärkeintä erikoistapausta, toisen kertaluvun
LisätiedotMiksi Suomi on Suomi (Finnish Edition)
Miksi Suomi on Suomi (Finnish Edition) Tommi Uschanov Click here if your download doesn"t start automatically Miksi Suomi on Suomi (Finnish Edition) Tommi Uschanov Miksi Suomi on Suomi (Finnish Edition)
LisätiedotInformation on preparing Presentation
Information on preparing Presentation Seminar on big data management Lecturer: Spring 2017 20.1.2017 1 Agenda Hints and tips on giving a good presentation Watch two videos and discussion 22.1.2017 2 Goals
Lisätiedot802655S KETJUMURTOLUVUT OSA II CONTINUED FRACTIONS PART II
802655S KETJUMURTOLUVUT OSA II CONTINUED FRACTIONS PART II Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO KEVÄT 2017 Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN 802655S KETJUMURTOLUVUT YLIOPISTO OSA
LisätiedotTopics on Hyperbolic Function Theory in Cl_{n+1,0}
Tampereen teknillinen yliopisto. Matematiikan laitos. Tutkimusraportti 9 Tampere University of Technology. Department of Mathematics. Research Report 9 Sirkka-Liisa Eriksson & Heikki Orelma Topics on Hyperbolic
LisätiedotEffective Domains and Admissible Domain Representations
UPPSALA DISSERTATIONS IN MATHEMATICS 42 Effective Domains and Admissible Domain Representations Göran Hamrin Department of Mathematics Uppsala University UPPSALA 2005 No motto List of Papers This thesis
Lisätiedot21~--~--~r--1~~--~--~~r--1~
- K.Loberg FYSE420 DIGITAL ELECTRONICS 13.05.2011 1. Toteuta alla esitetyn sekvenssin tuottava asynkroninen pun. Anna heratefunktiot, siirtotaulukko ja kokonaistilataulukko ( exitation functions, transition
LisätiedotLYTH-CONS CONSISTENCY TRANSMITTER
LYTH-CONS CONSISTENCY TRANSMITTER LYTH-INSTRUMENT OY has generate new consistency transmitter with blade-system to meet high technical requirements in Pulp&Paper industries. Insurmountable advantages are
Lisätiedot802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA I BASICS OF NUMBER THEORY PART I
802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA I BASICS OF NUMBER THEORY PART I Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO SYKSY 2018 LUKUTEORIA 1 / 86 ABSTRACT LUKUTEORIA, NUMBER THEORY, THÉORIE DES NOMBRES
Lisätiedot