802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET Merkintöjä ja Algebrallisia rakenteita

Samankaltaiset tiedostot
TOOLS. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO TOOLS 1 / 28

802656S ALGEBRALLISET LUVUT OSA I ALGEBRAIC NUMBERS PART I

802320A LINEAARIALGEBRA OSA I

1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus

Mitään muita operaatioita symbolille ei ole määritelty! < a kaikilla kokonaisluvuilla a, + a = kaikilla kokonaisluvuilla a.

Polynomien suurin yhteinen tekijä ja kongruenssi

pdfmark=/pages, Raw=/Rotate 90 1 LUKUTEORIAA JA MUITA TYÖKALUJA SALAUKSEEN Lukujoukot Sekalaisia merkintöjä...

k=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

ja jäännösluokkien joukkoa

802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET OSA II BASICS OF NUMBER THEORY PART II

kaikille a R. 1 (R, +) on kommutatiivinen ryhmä, 2 a(b + c) = ab + ac ja (b + c)a = ba + ca kaikilla a, b, c R, ja

Johdatus matematiikkaan

MAT Algebra I (s) periodilla IV 2012 Esko Turunen

802355A Renkaat, kunnat ja polynomit Luentorunko Syksy 2013

H = : a, b C M. joten jokainen A H {0} on kääntyvä matriisi. Itse asiassa kaikki nollasta poikkeavat alkiot ovat yksiköitä, koska. a b.

800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA I FIELD EXTENSIONS PART I

MAT Algebra 1(s)

renkaissa. 0 R x + x =(0 R +1 R )x =1 R x = x

a b 1 c b n c n

g : R R, g(a) = g i a i. Alkio g(a) R on polynomin arvo pisteessä a. Jos g(a) = 0, niin a on polynomin g(x) nollakohta.

1 Algebralliset perusteet

Teema 4. Homomorfismeista Ihanne ja tekijärengas. Teema 4 1 / 32

802656S ALGEBRALLISET LUVUT ALGEBRAIC NUMBERS. Tapani Matala-aho MATEMATIIKKA/LUTK/OULUN YLIOPISTO

jonka laskutoimitus on matriisien kertolasku. Vastaavasti saadaan K-kertoiminen erityinen lineaarinen ryhmä

Algebra II. Syksy 2004 Pentti Haukkanen

802355A Algebralliset rakenteet Luentorunko Syksy Markku Niemenmaa Kari Myllylä Topi Törmä Marko Leinonen

on Abelin ryhmä kertolaskun suhteen. Tämän joukon alkioiden lukumäärää merkitään

Algebra I, harjoitus 5,

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 3 (9 sivua) OT

Lineaarialgebra ja matriisilaskenta II. LM2, Kesä /141

[a] ={b 2 A : a b}. Ekvivalenssiluokkien joukko

Liite 2. Ryhmien ja kuntien perusteet

x > y : y < x x y : x < y tai x = y x y : x > y tai x = y.

Tekijäryhmät ja homomorsmit

MAT Algebra I (s) periodeilla IV ja V/2009. Esko Turunen

(x + I) + (y + I) = (x + y)+i. (x + I)(y + I) =xy + I. kaikille x, y R.

800333A Algebra I Luentorunko Kevät Työryhmä: Markku Niemenmaa, Kari Myllylä, Juha-Matti Tirilä

2 Renkaat ja kunnat. toteutuvat: 1. pari (K, +) on Abelin ryhmä, jonka neutraalialkio on 0 K,

ALGEBRA KEVÄT 2013 JOUNI PARKKONEN

Esko Turunen Luku 3. Ryhmät

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdoituksia harjoituksiin 8 (7 sivua)

Johdatus p-adisiin lukuihin

Johdanto 2. 2 Osamääräkunnan muodostaminen 7. 3 Osamääräkunnan isomorfismit 16. Lähdeluettelo 20

LUKUTEORIA I. Tapani Matala-aho

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet

Lukuteorian kertausta

Funktiot ja raja-arvo P, 5op

Jäännösluokat. Alkupala Aiemmin on tullut sana jäännösluokka vastaan. Tarkastellaan

Lineaarialgebra Kerroinrenkaat. Kevät Kerkko Luosto Informaatiotieteiden yksikkö, Tampereen yliopisto

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Algebra I - Kesä 2009 Ratkaisuehdoituksia harjoituksiin 8 -Tehtävät sivua Heikki Koivupalo ja Rami Luisto

Matriisipotenssi. Koska matriisikertolasku on liitännäinen (sulkuja ei tarvita; ks. lause 2), voidaan asettaa seuraava määritelmä: ja A 0 = I n.

Lukualueet Matemaattiset tieteet Oulun yliopisto 2017

2 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];

Koodausteoria, Kesä 2014

2017 = = = = = = 26 1

1 Johdanto Algebralliset luvut Perusteita Renkaat ja kunnat Kokonaisalue, Integral Domain...

1 Johdanto Algebralliset luvut Perusteita 5. 3 Renkaat ja kunnat Kokonaisalue, Integral Domain Kunta, Field...

Algebra 1. Jouni Parkkonen Luentoja Jyväskylän yliopistossa talvella 2019

Johdatus matematiikkaan

3. Kirjoita seuraavat joukot luettelemalla niiden alkiot, jos mahdollista. Onko jokin joukoista tyhjä joukko?

Avainsanat Nyckelord Keywords Nullstellensatz, Hilbertin nollajoukkolause, algebrallinen geometria

802645S LUKUTEORIA A (5op) Tapani Matala-aho

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 9 (6 sivua) OT

{I n } < { I n,i n } < GL n (Q) < GL n (R) < GL n (C) kaikilla n 2 ja

800323A KUNTALAAJENNUKSET OSA I FIELD EXTENSIONS PART I

Analyysi I. Visa Latvala. 3. joulukuuta 2004

Kuvauksista ja relaatioista. Jonna Makkonen Ilari Vallivaara

Kompleksilukujen kunnan konstruointi

R : renkaan R kääntyvien alkioiden joukko; R kertolaskulla varustettuna on

Lineaariset ryhmät Pro gradu -tutkielma Miia Lillstrang Matematiikan yksikkö Oulun yliopisto 2016

VII. KOMPLEKSILUVUT. VII.1. Laskutoimitukset

TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Jukka Vilen. Polynomirenkaista

Abstraktin algebran rakenteista sekä näiden välisistä morfismeista

802645S LUKUTEORIA A (5op) Tapani Matala-aho

Algebran ja lukuteorian harjoitustehtävien ratkaisut

Vastaavasti, jos vektori kerrotaan positiivisella reaaliluvulla λ, niin

Luonnollisten lukujen ja kokonaislukujen määritteleminen

Algebra I, harjoitus 8,

LUKUTEORIA A. Harjoitustehtäviä, kevät (c) Osoita, että jos. niin. a c ja b c ja a b, niin. niin. (e) Osoita, että

Esitetään tehtävälle kaksi hieman erilaista ratkaisua. Ratkaisutapa 1. Lähdetään sieventämään epäyhtälön vasenta puolta:

Reaalilukuvälit, leikkaus ja unioni (1/2)

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

Algebra 1, harjoitus 9, h = xkx 1 xhx 1. a) Käytetään molemmissa tapauksissa isomorfialausetta. Tarkastellaan kuvauksia

Algebran ja lukuteorian harjoitustehtäviä. 1. Tutki, ovatko seuraavat relaatiot ekvivalenssirelaatioita joukon N kaikkien osajoukkojen

Ideaalit ja tekijärenkaat Ryhmähomomorfismin φ : G G ydin on ryhmän G normaali aliryhmä. Esko Turunen Luku 7. Ideaalit ja tekijärenkaat

pdfmark=/pages, Raw=/Rotate 90 3 Valittuja jaollisuuden tuloksia Renkaan yksikköryhmä Eräs kongruenssiryhmä 0-17

802328A LUKUTEORIAN PERUSTEET. Tapani Matala-aho

7. Olemassaolo ja yksikäsitteisyys Galois n kunta GF(q) = F q, jossa on q alkiota, määriteltiin jäännösluokkarenkaaksi

Yhteenlaskun ja skalaarilla kertomisen ominaisuuksia

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

Rationaaliluvun desimaaliesitys algebrallisesta ja lukuteoreettisesta näkökulmasta

a) Mitkä seuraavista ovat samassa ekvivalenssiluokassa kuin (3, 8), eli kuuluvat joukkoon

1 Ominaisarvot ja ominaisvektorit

6. Tekijäryhmät ja aliryhmät

1 Peruslaskuvalmiudet

ALGEBRALLISET LUVUT S. Tapani Matala-aho

Johdatus matematiikkaan

Seurauksia. Seuraus. Seuraus. Jos asteen n polynomilla P on n erisuurta nollakohtaa x 1, x 2,..., x n, niin P on muotoa

802320A LINEAARIALGEBRA OSA III

PERUSASIOITA ALGEBRASTA

Transkriptio:

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 kokonaisluvut}. LUKUTEORIA 2 / 25

Lukujoukkoja N = {0, 1, 2,..., GOOGOL 10,...} = {ei-negatiiviset kokonaisluvut}. P = {2, 3, 5, 7, 11,...} = {alkuluvut}. LUKUTEORIA 2 / 25

Lukujoukkoja N = {0, 1, 2,..., GOOGOL 10,...} = {ei-negatiiviset kokonaisluvut}. P = {2, 3, 5, 7, 11,...} = {alkuluvut}. Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} = {kokonaisluvut}. LUKUTEORIA 2 / 25

Lukujoukkoja N = {0, 1, 2,..., GOOGOL 10,...} = {ei-negatiiviset kokonaisluvut}. P = {2, 3, 5, 7, 11,...} = {alkuluvut}. Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} = {kokonaisluvut}. Z + = {1, 2, 3,...} = N\{0} = {positiiviset kokonaisluvut}. LUKUTEORIA 2 / 25

Lukujoukkoja N = {0, 1, 2,..., GOOGOL 10,...} = {ei-negatiiviset kokonaisluvut}. P = {2, 3, 5, 7, 11,...} = {alkuluvut}. Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} = {kokonaisluvut}. Z + = {1, 2, 3,...} = N\{0} = {positiiviset kokonaisluvut}. Z = { 1, 2, 3,...} = Z\N = {negatiiviset kokonaisluvut}. LUKUTEORIA 2 / 25

Lukujoukkoja N = {0, 1, 2,..., GOOGOL 10,...} = {ei-negatiiviset kokonaisluvut}. P = {2, 3, 5, 7, 11,...} = {alkuluvut}. Z = {..., 2, 1, 0, 1, 2,...} = {kokonaisluvut}. Z + = {1, 2, 3,...} = N\{0} = {positiiviset kokonaisluvut}. Z = { 1, 2, 3,...} = Z\N = {negatiiviset kokonaisluvut}. Q = { m n m Z, n Z+ } = {rationaaliluvut}. LUKUTEORIA 2 / 25

Lukujoukkoja R = {x x = k=l a k10 k, l Z; a k {0,..., 9}} = {reaaliluvut }. LUKUTEORIA 3 / 25

Lukujoukkoja R = {x x = k=l a k10 k, l Z; a k {0,..., 9}} = {reaaliluvut }. C = R(i) = {a + ib a, b R, i 2 = 1} = { kompleksiluvut} LUKUTEORIA 3 / 25

Lukujoukkoja R = {x x = k=l a k10 k, l Z; a k {0,..., 9}} = {reaaliluvut }. C = R(i) = {a + ib a, b R, i 2 = 1} = { kompleksiluvut} C \ Q = { Irrationaaliluvut }. LUKUTEORIA 3 / 25

Lukujoukkoja R = {x x = k=l a k10 k, l Z; a k {0,..., 9}} = {reaaliluvut }. C = R(i) = {a + ib a, b R, i 2 = 1} = { kompleksiluvut} C \ Q = { Irrationaaliluvut }. Z m = {k Z k m}. LUKUTEORIA 3 / 25

Lukujoukkoja R = {x x = k=l a k10 k, l Z; a k {0,..., 9}} = {reaaliluvut }. C = R(i) = {a + ib a, b R, i 2 = 1} = { kompleksiluvut} C \ Q = { Irrationaaliluvut }. Z m = {k Z k m}. R 0 = {r R r 0},... LUKUTEORIA 3 / 25

Lukujoukkoja R = {x x = k=l a k10 k, l Z; a k {0,..., 9}} = {reaaliluvut }. C = R(i) = {a + ib a, b R, i 2 = 1} = { kompleksiluvut} C \ Q = { Irrationaaliluvut }. Z m = {k Z k m}. R 0 = {r R r 0},... Q = Q \ {0}, R = R \ {0}, C = C \ {0}, LUKUTEORIA 3 / 25

! täsmälleen yksi. Sekalaisia merkintöjä LUKUTEORIA 4 / 25

! täsmälleen yksi. Sekalaisia merkintöjä #A = A = Joukon A alkioiden lukumäärä. LUKUTEORIA 4 / 25

! täsmälleen yksi. Sekalaisia merkintöjä #A = A = Joukon A alkioiden lukumäärä. Olkoot a, b lukuja sekä A, J lukujoukkoja: aj + b = {aj + b j J} a J = {a j j J} A J = {a j a A, j J} LUKUTEORIA 4 / 25

! täsmälleen yksi. Sekalaisia merkintöjä #A = A = Joukon A alkioiden lukumäärä. Olkoot a, b lukuja sekä A, J lukujoukkoja: aj + b = {aj + b j J} a J = {a j j J} A J = {a j a A, j J} Esimerkki 1 J = Z, b Z, n Z +, tällöin merkitään b = nz + b, joka on jakojäännösluokka (mod n) ja Z/nZ = {b b {0, 1,..., n 1}}, LUKUTEORIA 4 / 25

Sekalaisia merkintöjä Olkoon A = {a 1,..., a m }, tällöin f (a) = f (a 1 ) +... + f (a m ), a A f (a) = f (a 1 ) f (a m ). a A Tyhjä summa ja tulo: Jos A =, niin f (a) = 0, f (a) = 1 a A a A LUKUTEORIA 5 / 25

Tulo n. alkutekijöiden yli LUKUTEORIA 5 / 25 Merkintöjä ja algebrallisia rakenteita Sekalaisia merkintöjä Olkoon A = {a 1,..., a m }, tällöin f (a) = f (a 1 ) +... + f (a m ), a A f (a) = f (a 1 ) f (a m ). a A Tyhjä summa ja tulo: Jos A =, niin f (a) = 0, f (a) = 1 a A a A Edelleen Summaus n. tekijöiden yli f (d) = f (d 1 ) +... + f (d k ), d n missä d i Z + ovat n:n erilliset tekijät. Summaus n. alkutekijöiden yli f (p) = f (p). p n p n,p P

RENGAS/RING Olkoon R epätyhjä joukko. Oletetaan, että joukossa R on määritelty laskutoimitus + eli kuvaus + : R R R, (a, b) a + b, missä a + b R, kun a R ja b R sekä LUKUTEORIA 6 / 25

RENGAS/RING Olkoon R epätyhjä joukko. Oletetaan, että joukossa R on määritelty laskutoimitus + eli kuvaus + : R R R, (a, b) a + b, missä a + b R, kun a R ja b R sekä laskutoimitus eli kuvaus : R R R, (a, b) a b, missä a b R, kun a R ja b R. Tällä kurssilla rengas on (jos ei toisin mainita) kommutatiivinen ja ykkösellinen. LUKUTEORIA 6 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas Määritelmä 1 Kolmikko (R, +, ) on kommutatiivinen, ykkösellinen rengas, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: LUKUTEORIA 7 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas Määritelmä 1 Kolmikko (R, +, ) on kommutatiivinen, ykkösellinen rengas, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: LUKUTEORIA 7 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas Määritelmä 1 Kolmikko (R, +, ) on kommutatiivinen, ykkösellinen rengas, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). LUKUTEORIA 7 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas Määritelmä 1 Kolmikko (R, +, ) on kommutatiivinen, ykkösellinen rengas, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). (b) a + b = b + a kaikilla a, b R (vaihdannaisuus). LUKUTEORIA 7 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas Määritelmä 1 Kolmikko (R, +, ) on kommutatiivinen, ykkösellinen rengas, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). (b) a + b = b + a kaikilla a, b R (vaihdannaisuus). (c) On olemassa nolla-alkio 0 R, jolle 0 + a = a kaikilla a R. LUKUTEORIA 7 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas Määritelmä 1 Kolmikko (R, +, ) on kommutatiivinen, ykkösellinen rengas, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). (b) a + b = b + a kaikilla a, b R (vaihdannaisuus). (c) On olemassa nolla-alkio 0 R, jolle 0 + a = a kaikilla a R. (d) Kaikilla a R on olemassa vasta-alkio a R, jolle a + ( a) = 0. LUKUTEORIA 7 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas 2. Kertolaskun aksiomit: LUKUTEORIA 8 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). LUKUTEORIA 8 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b R (vaihdannaisuus). LUKUTEORIA 8 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b R (vaihdannaisuus). (c) On olemassa ykkösalkio 1 R, jolle 1 a = a kaikilla a R. LUKUTEORIA 8 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b R (vaihdannaisuus). (c) On olemassa ykkösalkio 1 R, jolle 1 a = a kaikilla a R. 3. Osittelulaki: LUKUTEORIA 8 / 25

RENGAS/RING Kommutatiivinen, ykkösellinen rengas 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c R (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b R (vaihdannaisuus). (c) On olemassa ykkösalkio 1 R, jolle 1 a = a kaikilla a R. 3. Osittelulaki: (a) a (b + c) = a b + a c kaikilla a, b, c R. LUKUTEORIA 8 / 25

RENGAS/RING Määritelmän 1 mukaista joukkoa R kutsutaan (kommutatiiviseksi, ykköselliseksi) renkaaksi LUKUTEORIA 9 / 25

RENGAS/RING Määritelmän 1 mukaista joukkoa R kutsutaan (kommutatiiviseksi, ykköselliseksi) renkaaksi ja annettuja ehtoja sanotaan rengas-aksiomeiksi. LUKUTEORIA 9 / 25

RENGAS/RING Määritelmän 1 mukaista joukkoa R kutsutaan (kommutatiiviseksi, ykköselliseksi) renkaaksi ja annettuja ehtoja sanotaan rengas-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (R, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. LUKUTEORIA 9 / 25

RENGAS/RING Määritelmän 1 mukaista joukkoa R kutsutaan (kommutatiiviseksi, ykköselliseksi) renkaaksi ja annettuja ehtoja sanotaan rengas-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (R, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. Voidaankin sanoa, että (R, +) on renkaan R yhteenlaskuryhmä, jonka neutraalialkio on nolla-alkio 0. LUKUTEORIA 9 / 25

RENGAS/RING Määritelmän 1 mukaista joukkoa R kutsutaan (kommutatiiviseksi, ykköselliseksi) renkaaksi ja annettuja ehtoja sanotaan rengas-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (R, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. Voidaankin sanoa, että (R, +) on renkaan R yhteenlaskuryhmä, jonka neutraalialkio on nolla-alkio 0. Edelleen, aksiomit 2a c sanovat, että (R, ) on kommutatiivinen monoidi, jonka laskutoimitusta kutsutaan kertolaskuksi ja LUKUTEORIA 9 / 25

RENGAS/RING Määritelmän 1 mukaista joukkoa R kutsutaan (kommutatiiviseksi, ykköselliseksi) renkaaksi ja annettuja ehtoja sanotaan rengas-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (R, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. Voidaankin sanoa, että (R, +) on renkaan R yhteenlaskuryhmä, jonka neutraalialkio on nolla-alkio 0. Edelleen, aksiomit 2a c sanovat, että (R, ) on kommutatiivinen monoidi, jonka laskutoimitusta kutsutaan kertolaskuksi ja jonka neutraalialkio on ykkös-alkio 1. LUKUTEORIA 9 / 25

RENGAS/RING Merkintä 1 Yleensä kertolasku jätetään merkitsemättä eli tehdään samaistus: a b = ab. LUKUTEORIA 10 / 25

KUNTA/FIELD Olkoon K joukko, jossa on ainakin kaksi alkiota. Oletetaan, että joukossa K on määritelty laskutoimitus + eli kuvaus + : K K K, (a, b) a + b, missä a + b K, kun a K ja b K sekä LUKUTEORIA 11 / 25

KUNTA/FIELD Olkoon K joukko, jossa on ainakin kaksi alkiota. Oletetaan, että joukossa K on määritelty laskutoimitus + eli kuvaus + : K K K, (a, b) a + b, missä a + b K, kun a K ja b K sekä laskutoimitus eli kuvaus : K K K, (a, b) a b, missä a b K, kun a K ja b K. LUKUTEORIA 11 / 25

KUNTA/FIELD Kunta Määritelmä 2 Kolmikk (K, +, ) on kunta, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: LUKUTEORIA 12 / 25

KUNTA/FIELD Kunta Määritelmä 2 Kolmikk (K, +, ) on kunta, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: LUKUTEORIA 12 / 25

KUNTA/FIELD Kunta Määritelmä 2 Kolmikk (K, +, ) on kunta, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). LUKUTEORIA 12 / 25

KUNTA/FIELD Kunta Määritelmä 2 Kolmikk (K, +, ) on kunta, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a + b = b + a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). LUKUTEORIA 12 / 25

KUNTA/FIELD Kunta Määritelmä 2 Kolmikk (K, +, ) on kunta, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a + b = b + a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). (c) On olemassa nolla-alkio 0 K, jolle 0 + a = a kaikilla a K. LUKUTEORIA 12 / 25

KUNTA/FIELD Kunta Määritelmä 2 Kolmikk (K, +, ) on kunta, jos laskutoimitukset toteuttavat seuraavat aksiomit eli ehdot: 1. Yhteenlaskun aksiomit: (a) a + (b + c) = (a + b) + c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a + b = b + a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). (c) On olemassa nolla-alkio 0 K, jolle 0 + a = a kaikilla a K. (d) Kaikilla a K on olemassa vasta-alkio a K, jolle a + ( a) = 0. LUKUTEORIA 12 / 25

KUNTA/FIELD Kunta 2. Kertolaskun aksiomit: LUKUTEORIA 13 / 25

KUNTA/FIELD Kunta 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). LUKUTEORIA 13 / 25

KUNTA/FIELD Kunta 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). LUKUTEORIA 13 / 25

KUNTA/FIELD Kunta 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). (c) On olemassa ykkösalkio 1 K, jolle 1 a = a kaikilla a K. LUKUTEORIA 13 / 25

KUNTA/FIELD Kunta 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). (c) On olemassa ykkösalkio 1 K, jolle 1 a = a kaikilla a K. (d) Kaikilla a K = K \ {0} on olemassa käänteisalkio a 1 K, jolle a a 1 = 1. LUKUTEORIA 13 / 25

KUNTA/FIELD Kunta 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). (c) On olemassa ykkösalkio 1 K, jolle 1 a = a kaikilla a K. (d) Kaikilla a K = K \ {0} on olemassa käänteisalkio a 1 K, jolle a a 1 = 1. 3. Osittelulaki: LUKUTEORIA 13 / 25

KUNTA/FIELD Kunta 2. Kertolaskun aksiomit: (a) a (b c) = (a b) c kaikilla a, b, c K (liitännäisyys). (b) a b = b a kaikilla a, b K (vaihdannaisuus). (c) On olemassa ykkösalkio 1 K, jolle 1 a = a kaikilla a K. (d) Kaikilla a K = K \ {0} on olemassa käänteisalkio a 1 K, jolle a a 1 = 1. 3. Osittelulaki: (a) a (b + c) = a b + a c kaikilla a, b, c K. LUKUTEORIA 13 / 25

KUNTA/FIELD Määritelmän 2 mukaista joukkoa K kutsutaan kunnaksi LUKUTEORIA 14 / 25

KUNTA/FIELD Määritelmän 2 mukaista joukkoa K kutsutaan kunnaksi ja annettuja ehtoja sanotaan kunta-aksiomeiksi. LUKUTEORIA 14 / 25

KUNTA/FIELD Määritelmän 2 mukaista joukkoa K kutsutaan kunnaksi ja annettuja ehtoja sanotaan kunta-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (K, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. LUKUTEORIA 14 / 25

KUNTA/FIELD Määritelmän 2 mukaista joukkoa K kutsutaan kunnaksi ja annettuja ehtoja sanotaan kunta-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (K, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. Voidaankin sanoa, että (K, +) on kunnan K yhteenlaskuryhmä, jonka neutraalialkio on nolla-alkio 0. LUKUTEORIA 14 / 25

KUNTA/FIELD Määritelmän 2 mukaista joukkoa K kutsutaan kunnaksi ja annettuja ehtoja sanotaan kunta-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (K, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. Voidaankin sanoa, että (K, +) on kunnan K yhteenlaskuryhmä, jonka neutraalialkio on nolla-alkio 0. Edelleen, aksiomit 2a d sanovat, että (K, ) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta kutsutaan kertolaskuksi. LUKUTEORIA 14 / 25

KUNTA/FIELD Määritelmän 2 mukaista joukkoa K kutsutaan kunnaksi ja annettuja ehtoja sanotaan kunta-aksiomeiksi. Aksiomit 1a d sanovat, että (K, +) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta + kutsutaan yhteenlaskuksi. Voidaankin sanoa, että (K, +) on kunnan K yhteenlaskuryhmä, jonka neutraalialkio on nolla-alkio 0. Edelleen, aksiomit 2a d sanovat, että (K, ) on Abelin ryhmä, jonka laskutoimitusta kutsutaan kertolaskuksi. Sanotaan siis, että (K, ) on kunnan K kertolaskuryhmä, jonka neutraalialkio on ykkös-alkio 1. LUKUTEORIA 14 / 25

KUNTA/FIELD Merkintä 2 Yleensä kertolasku jätetään merkitsemättä eli tehdään samaistus: Erikoistapauksia: Esimerkki 2 Reaalilukujen kunta R. a b = ab. LUKUTEORIA 15 / 25

KUNTA/FIELD Esimerkki 3 Kompleksilukujen kunta C. Luvun z = a + ib kompleksikonjugaatti on luku z = a ib ja pituus z = a 2 + b 2. z = z, zw = z w, zz = z 2. (1) z = z z R. (2) a = z + z 2, b = z z. (3) 2i z + z 2 z, z z 2 z. (4) z + z 2 z. (5) LUKUTEORIA 16 / 25

KUNTA/FIELD Huomautus 1 Identiteetin a = b molemmille puolin saa lisätä saman alkion c, jolloin Huomautus 2 Identiteetin a + c = b + c. a = b molemmat puolet saa kertoa samalla alkiolla c, jolloin ca = cb. LUKUTEORIA 17 / 25

Funktioista Kurssilta Johdatus matemaattiseen päättelyyn löytyy peruskäsitteet, kuten injektio, surjektio ja bijektio. LUKUTEORIA 18 / 25

Funktioista Kurssilta Johdatus matemaattiseen päättelyyn löytyy peruskäsitteet, kuten injektio, surjektio ja bijektio. Kuvaus f : A B on LUKUTEORIA 18 / 25

Funktioista Kurssilta Johdatus matemaattiseen päättelyyn löytyy peruskäsitteet, kuten injektio, surjektio ja bijektio. Kuvaus f : A B on INJEKTIO: f (a 1 ) = f (a 2 ) a 1 = a 2 ; LUKUTEORIA 18 / 25

Funktioista Kurssilta Johdatus matemaattiseen päättelyyn löytyy peruskäsitteet, kuten injektio, surjektio ja bijektio. Kuvaus f : A B on INJEKTIO: f (a 1 ) = f (a 2 ) a 1 = a 2 ; SURJEKTIO: f (A) = B; LUKUTEORIA 18 / 25

Funktioista Kurssilta Johdatus matemaattiseen päättelyyn löytyy peruskäsitteet, kuten injektio, surjektio ja bijektio. Kuvaus f : A B on INJEKTIO: f (a 1 ) = f (a 2 ) a 1 = a 2 ; SURJEKTIO: f (A) = B; BIJEKTIO=INJEKTIO+SURJEKTIO. LUKUTEORIA 18 / 25

Funktioista Lemma 1 Olkoon ja injektio. #A = #B < f : A B LUKUTEORIA 19 / 25

Funktioista Lemma 1 Olkoon ja injektio. #A = #B < f : A B Tällöin f : A B on bijektio. LUKUTEORIA 19 / 25

Polynomialgebraa Polynomirengas Polynomijoukko Olkoon R ykkösellinen rengas. Tällöin R-kertoimisten polynomien joukolle käytetään merkintää Polynomia R[x] = {P(x) P(x) = n p k x k ; p k R, n N}. k=0 kutsutaan nollapolynomiksi ja polynomia 0(x) = 0 + 0 x + 0 x 2 +... (6) 1(x) = 1 + 0 x + 0 x 2 +... (7) ykköspolynomiksi. Ne ovat erikoistapauksia vakiopolynomista c(x) = c + 0 x + 0 x 2 +..., c R. (8) LUKUTEORIA 20 / 25

Polynomialgebraa Polynomirengas Laskutoimitukset Määritelmä 3 Olkoot P(x) = n k=0 p kx k, Q(x) = n k=0 q kx k R[x], jolloin asetetaan P(x) = Q(x) k(p k = q k ); P(x) + Q(x) = k + q k )x k 0(p k ; P(x) Q(x) = r k x k, k 0 joka on Cauchyn kertosääntö. k r k = p i q k i = p i q j, (9) i=0 i+j=k LUKUTEORIA 21 / 25

Polynomialgebraa Polynomirengas Polynomial ring/degree Lause 1 Tällöin (R[x], +, ) on rengas, missä 0(x) on yhteenlaskun nolla-alkio ja 1(x) on kertolaskun ykkösalkio. Määritelmä 4 Jos p n 0, niin polynomin P(x) = n k=0 p kx k aste on deg P(x) = n, (10) lisäksi asetetaan deg 0(x) =. (11) LUKUTEORIA 22 / 25

Polynomialgebraa Polynomirengas Jakoalgoritmi Lause 2 Olkoon K kunta ja P(x), Q(x) K[x]. Tällöin deg P(x)Q(x) = deg P(x) + deg Q(x). (12) Lause 3 Jakoalgoritmi. 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). (13) LUKUTEORIA 23 / 25

Polynomialgebraa Polynomien nollakohdista Määritelmä 5 Jos α K ja (x α) m p(x), m Z +, niin m = m(α) on polynomin p(x) nollakohdan α kertaluku/order of the zero. Nollakohtien lukumäärä/number of zeros n p on summa kertaluvuista/is sum of orders eli n p = #{α p(α) = 0} := p(α i )=0 m(α i ). Lause 4 Olkoon K kunta ja p(x) K[x], p(x) 0(x). Tällöin n p deg p(x). LUKUTEORIA 24 / 25

Polynomialgebraa Polynomien nollakohdista Esimerkki 4 a) Olkoon p(x) = (x 1) 3 (x + 1/2) 5. Polynomin p(x) nollakohdat ovat α 1 = 1 ja α 2 = 1/2. Nollakohtien kertaluvut ovat m(α 1 ) = 3 ja m(α 2 ) = 5, ja nollakohtien lukumäärä n p = 3 + 5 = 8. b) Olkoon (x 2 + 1)(x 2 1) R[x]. Nyt nollakohtien lukumäärä n p = m( 1) + m(1) = 2 < 4 = deg(p(x)). LUKUTEORIA 25 / 25