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| -rw-r--r-- | ealg/n4.lyx | 1282 | 
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| diff --git a/ealg/n4.lyx b/ealg/n4.lyx index ffcd066..01a240d 100644 --- a/ealg/n4.lyx +++ b/ealg/n4.lyx @@ -444,6 +444,10 @@ En efecto, las raíces de  \end_layout +\begin_layout Section +Cuerpos de descomposición de conjuntos finitos +\end_layout +  \begin_layout Standard  Si   \begin_inset Formula $K$ @@ -453,6 +457,10 @@ Si  \begin_inset Formula $f\in K[X]\setminus0$  \end_inset + tiene grado  +\begin_inset Formula $n$ +\end_inset +  , existe un cuerpo de descomposición   \begin_inset Formula $L$  \end_inset @@ -466,16 +474,147 @@ Si  \end_inset   y  -\begin_inset Formula $[L:K]\leq n!$ +\begin_inset Formula $[L:K]\mid n!$  \end_inset  . - Esta cota no es mejorable -\begin_inset Note Comment -status open +  +\series bold +Demostración: +\series default + Para  +\begin_inset Formula $n=0$ +\end_inset -\begin_layout Plain Layout -; por ejemplo, las raíces de  +,  +\begin_inset Formula $f\in K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L=K$ +\end_inset + +, luego  +\begin_inset Formula $[L:K]=1=0!$ +\end_inset + +. + Sea  +\begin_inset Formula $n>0$ +\end_inset + + y supongamos esto probado para  +\begin_inset Formula $\text{gr}f<n$ +\end_inset + +. + Por el teorema de Kronecker existe una extensión  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + en la que  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + tiene todas sus raíces, y podemos suponer  +\begin_inset Formula $L=K(\alpha_{1},\dots,\alpha_{n})$ +\end_inset + +, siendo  +\begin_inset Formula $\alpha_{1},\dots,\alpha_{n}$ +\end_inset + + las raíces, posiblemente repetidas, de  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +. + Si  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + es irreducible,  +\begin_inset Formula $f=\text{Irr}(\alpha_{1},K)$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $[K(\alpha_{1}):K]=n$ +\end_inset + +, y como +\begin_inset Formula  +\[ +[L:K(\alpha_{1})]=[K(\alpha_{1})(\alpha_{2},\dots,\alpha_{n}):K(\alpha_{1})]\mid(n-1)! +\] + +\end_inset + +por hipótesis de inducción, entonces  +\begin_inset Formula $[L:K]=[L:K(\alpha_{1})][K(\alpha_{1}):K]\mid n!$ +\end_inset + +. + Si no es irreducible, sean  +\begin_inset Formula $g,h\in K[X]\setminus K$ +\end_inset + + con  +\begin_inset Formula $f=gh$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $m:=\text{gr}g$ +\end_inset + +, podemos suponer que  +\begin_inset Formula $\alpha_{1},\dots,\alpha_{m}$ +\end_inset + + son las raíces de  +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $\alpha_{m+1},\dots,\alpha_{n}$ +\end_inset + + son las de  +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + +, luego como, por hipótesis de inducción, +\begin_inset Formula  +\[ +[L:K(\alpha_{1},\dots,\alpha_{m})]=[K(\alpha_{1},\dots,\alpha_{m})(\alpha_{m+1},\dots,\alpha_{n}):K(\alpha_{1},\dots,\alpha_{m})]\mid m! +\] + +\end_inset + +y  +\begin_inset Formula $[K(\alpha_{1},\dots,\alpha_{m}):K]\mid(n-m)!$ +\end_inset + +, entonces  +\begin_inset Formula $[L:K]\mid m!(n-m)!$ +\end_inset + +, pero  +\begin_inset Formula $\binom{n}{m}=\frac{n!}{m!(n-m)!}\in\mathbb{Z}$ +\end_inset + +, luego  +\begin_inset Formula $[L:K]\mid m!(n-m)!\mid n!$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Esta cota no es mejorable; por ejemplo, las raíces de   \begin_inset Formula $X^{3}-2$  \end_inset @@ -527,12 +666,259 @@ status open  \begin_inset Formula $[\mathbb{Q}(\alpha,\omega):\mathbb{Q}]=[\mathbb{Q}(\alpha,\omega):\mathbb{Q}(\alpha)][\mathbb{Q}(\alpha):\mathbb{Q}]=2\cdot3=6$  \end_inset +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Note Note +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Note Comment +status open + +\begin_layout Plain Layout +Sean  +\begin_inset Formula $\sigma:K\to K'$ +\end_inset + + un isomorfismo de cuerpos que induce un isomorfismo  +\begin_inset Formula $\sigma:K[X]\to K'[X]$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $f\in K[X]\setminus0$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $f':=\sigma(f)$ +\end_inset + +, si  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + es un cuerpo de descomposición de  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L'$ +\end_inset + + es uno de  +\begin_inset Formula $f'$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + +, entonces  +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + se extiende a un isomorfismo  +\begin_inset Formula $\hat{\sigma}:L\to L'$ +\end_inset + + +\begin_inset Note Comment +status open + +\begin_layout Plain Layout +, y en particular cualesquiera dos cuerpos de descomposición de  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + son  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +-isomorfos  \end_layout  \end_inset  . +  +\series bold +Demostración: +\series default + Hacemos inducción en  +\begin_inset Formula $n:=\text{gr}f=\text{gr}f'$ +\end_inset + +. + Para  +\begin_inset Formula $n=0$ +\end_inset + + es  +\begin_inset Formula $L=K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L'=K'$ +\end_inset + + y tomamos  +\begin_inset Formula $\hat{\sigma}=\sigma$ +\end_inset + +. + Si  +\begin_inset Formula $n>0$ +\end_inset + +, sea  +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + un divisor irreducible de  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + en  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + +, como todas las raíces de  +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + lo son de  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + y por tanto están en  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + +, existe una raíz  +\begin_inset Formula $\alpha$ +\end_inset + + de  +\begin_inset Formula $g$ +\end_inset + + en  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + +, y como  +\begin_inset Formula $g':=\sigma(g)$ +\end_inset + + es un divisor irreducible de  +\begin_inset Formula $f'$ +\end_inset + + en  +\begin_inset Formula $K'[X]$ +\end_inset + +, tendrá una raíz  +\begin_inset Formula $\alpha'$ +\end_inset + + en  +\begin_inset Formula $L'$ +\end_inset + +. + Con esto tenemos un isomorfismo  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}:K(\alpha)\to K'(\alpha')$ +\end_inset + + con  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}|_{K}=\sigma$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}(\alpha)=\alpha'$ +\end_inset + +, pero entonces  +\begin_inset Formula $f=(X-\alpha)h$ +\end_inset + + para cierto  +\begin_inset Formula $h\in K(\alpha)[X]$ +\end_inset + + de grado  +\begin_inset Formula $n-1$ +\end_inset + + y, como  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + es un cuerpo de descomposición de  +\begin_inset Formula $h$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $K(\alpha)$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $f'=\sigma(f)=\sigma((X-\alpha)h)=(X-\alpha')h'$ +\end_inset + + con  +\begin_inset Formula $h':=\overline{\sigma}(h)$ +\end_inset + +, luego  +\begin_inset Formula $L'$ +\end_inset + + es un cuerpo de descomposición de  +\begin_inset Formula $h'$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $K(\alpha')$ +\end_inset + + de grado  +\begin_inset Formula $n-1$ +\end_inset + + y, por hipótesis de inducción,  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}$ +\end_inset + +, y por tanto  +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + +, se extiende a un isomorfismo  +\begin_inset Formula $\hat{\sigma}:L\to L'$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +  \end_layout  \begin_layout Section @@ -609,6 +995,30 @@ grupo de Galois  .  \end_layout +\begin_layout Standard +Para el polinomio ciclotómico  +\begin_inset Formula $\Phi_{p}$ +\end_inset + + con  +\begin_inset Formula $p$ +\end_inset + + primo, sea  +\begin_inset Formula $\xi:=e^{2\pi i/p}$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula  +\[ +G_{\Phi_{p}}=\text{Gal}(\mathbb{Q}(\xi)/\mathbb{Q})\cong\mathbb{Z}_{p}^{*}\cong\mathbb{Z}_{p-1}. +\] + +\end_inset + + +\end_layout +  \begin_layout Section  Clausura algebraica  \end_layout @@ -623,52 +1033,731 @@ Un cuerpo  algebraicamente cerrado  \series default   si todo  -\begin_inset Formula $f\in K[X]\setminus0$ +\begin_inset Formula $f\in K[X]\setminus K$  \end_inset   tiene una raíz en   \begin_inset Formula $K$  \end_inset +, si y sólo si todo irreducible de  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + + es de grado 1, si y sólo si todo  +\begin_inset Formula $f\in K[X]\setminus0$ +\end_inset + + se descompone completamente en  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +, si y sólo si existe un subcuerpo  +\begin_inset Formula $K_{0}$ +\end_inset + + de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + tal que  +\begin_inset Formula $K_{0}\subseteq K$ +\end_inset + + es algebraica y todo  +\begin_inset Formula $f\in K_{0}[X]\setminus0$ +\end_inset + + se descompone completamente en  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +, si y sólo si  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + no admite extensiones algebraicas propias. +\end_layout + +\begin_layout Description +\begin_inset Formula $1\implies2]$ +\end_inset + + Todo  +\begin_inset Formula $f\in K[X]$ +\end_inset + + con  +\begin_inset Formula $\text{gr}f\geq2$ +\end_inset + + tiene una raíz y por tanto no es irreducible. +\end_layout + +\begin_layout Description +\begin_inset Formula $2\implies3]$ +\end_inset + +  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + + es un DFU. +\end_layout + +\begin_layout Description +\begin_inset Formula $3\implies4]$ +\end_inset + + Tomamos  +\begin_inset Formula $K_{0}=K$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Description +\begin_inset Formula $4\implies5]$ +\end_inset + + Sea  +\begin_inset Formula $K\subseteq L$ +\end_inset + + una extensión algebraica y queremos ver que  +\begin_inset Formula $K=L$ +\end_inset + +. + Como  +\begin_inset Formula $K_{0}\subseteq K\subseteq L$ +\end_inset + + son algebraicas,  +\begin_inset Formula $K_{0}\subseteq L$ +\end_inset + + también, luego para  +\begin_inset Formula $\alpha\in L$ +\end_inset + + existe  +\begin_inset Formula $\text{Irr}(\alpha,K_{0})$ +\end_inset + + y se descompone completamente en  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +, con lo que  +\begin_inset Formula $\alpha\in K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L\subseteq K$ +\end_inset +  . - Una extensión  +\end_layout + +\begin_layout Description +\begin_inset Formula $5\implies1]$ +\end_inset + + Para  +\begin_inset Formula $f\in K[X]\setminus K$ +\end_inset + +, por el teorema de Kronecker existe una extensión algebraica   \begin_inset Formula $L$  \end_inset - de un cuerpo  + de   \begin_inset Formula $K$  \end_inset - es una  + en la que  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + tiene una raíz  +\begin_inset Formula $\alpha$ +\end_inset + +, pero esta no puede ser propia, luego  +\begin_inset Formula $L=K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $\alpha\in K$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Así: +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Ningún cuerpo finito es algebraicamente cerrado. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Sea  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + un cuerpo finito, si hubiera una cantidad finita de irreducibles mónicos + en  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + +, su producto más 1 sería un irreducible distinto a todos ellos +\begin_inset Formula $\#$ +\end_inset + +, luego en  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + + hay infinitos irreducibles mónicos y por tanto los hay de grado mayor que + 1. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +Ser algebraicamente cerrado se conserva por isomorfismos. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Los anillos de polinomios también son isomorfos y ser irreducible se conserva. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Standard +Una   \series bold  clausura algebraica  \series default + de un cuerpo  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + es una extensión  +\begin_inset Formula $K\subseteq L$ +\end_inset + + algebraica con  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + algebraicamente cerrado. + Si  +\begin_inset Formula $K\subseteq L$ +\end_inset + + es una extensión con  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + algebraicamente cerrado,  +\begin_inset Formula $\overline{K}_{L}$ +\end_inset + + es una clausura algebraica de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +. + En efecto,  +\begin_inset Formula $K\subseteq\overline{K}_{L}$ +\end_inset + + es algebraica y, para  +\begin_inset Formula $f\in\overline{K}_{L}[X]\setminus\overline{K}_{L}$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + tiene una raíz  +\begin_inset Formula $\alpha$ +\end_inset + + en  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + +, de modo que  +\begin_inset Formula $\alpha$ +\end_inset + + es algebraico sobre  +\begin_inset Formula $\overline{K}_{L}$ +\end_inset + + y, como  +\begin_inset Formula $K\subseteq\overline{K}_{L}\subseteq\overline{K}_{L}(\alpha)$ +\end_inset + + son extensiones algebraicas,  +\begin_inset Formula $K\subseteq\overline{K}_{L}(\alpha)$ +\end_inset + + también y por tanto  +\begin_inset Formula $\overline{K}_{L}(\alpha)\subseteq\overline{K}_{L}$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $\alpha\in\overline{K}_{L}$ +\end_inset + +, luego  +\begin_inset Formula $\overline{K}_{L}$ +\end_inset + + es algebraicamente cerrado. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Así,  +\begin_inset Formula $\mathbb{C}$ +\end_inset + + es una clausura algebraica de  +\begin_inset Formula $\mathbb{R}$ +\end_inset + + y, por lo anterior, el cuerpo  +\begin_inset Formula ${\cal A}$ +\end_inset + + de los números algebraicos es una clausura algebraica de  +\begin_inset Formula $\mathbb{Q}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Como  +\series bold +teorema +\series default +, todo cuerpo tiene una clausura algebraica. + Si  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + es un cuerpo y  +\begin_inset Formula ${\cal P}\subseteq K[X]\setminus0$ +\end_inset + +, toda clausura algebraica  +\begin_inset Formula $\overline{K}$ +\end_inset +   de   \begin_inset Formula $K$  \end_inset - si  + contiene un único cuerpo de descomposición de  +\begin_inset Formula ${\cal P}$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $K(\{\alpha\in\overline{K}:\exists f\in{\cal P}:f(\alpha)=0\})$ +\end_inset + +, por lo que existe un cuerpo de descomposición de  +\begin_inset Formula ${\cal P}$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Como  +\series bold +teorema +\series default +, si  +\begin_inset Formula $K\subseteq L$ +\end_inset + + es una extensión algebraica, todo homomorfismo de cuerpos  +\begin_inset Formula $\sigma:K\to M$ +\end_inset + + con  +\begin_inset Formula $M$ +\end_inset + + algebraicamente cerrado se extiende a un homomorfismo  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}:L\to M$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Dada una extensión  +\begin_inset Formula $K\subseteq M$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $M$ +\end_inset + + es una clausura algebraica de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + si y sólo si  +\begin_inset Formula $K\subseteq M$ +\end_inset + + es algebraica y toda extensión algebraica   \begin_inset Formula $K\subseteq L$  \end_inset + admite un  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +-homomorfismo  +\begin_inset Formula $\sigma:L\to M$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\implies]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Por lo anterior, como  +\begin_inset Formula $M$ +\end_inset + + es algebraicamente cerrado, la inclusión  +\begin_inset Formula $i:K\hookrightarrow M$ +\end_inset + + se extiende a un homomorfismo  +\begin_inset Formula $\overline{\imath}:L\to M$ +\end_inset + +, que es un  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +-homomorfismo. +\end_layout + +\begin_layout Itemize +\begin_inset Argument item:1 +status open + +\begin_layout Plain Layout +\begin_inset Formula $\impliedby]$ +\end_inset + + +\end_layout + +\end_inset + +Sea  +\begin_inset Formula $\overline{K}$ +\end_inset + + una clausura algebraica de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +, existe un  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +-homomorfismo  +\begin_inset Formula $\sigma:\overline{K}\to M$ +\end_inset + +, luego  +\begin_inset Formula $\sigma(\overline{K})$ +\end_inset + + es algebraicamente cerrado por ser isomorfo a  +\begin_inset Formula $\overline{K}$ +\end_inset + + y, como  +\begin_inset Formula $\sigma(\overline{K})\subseteq M$ +\end_inset +   es algebraica y  +\begin_inset Formula $\sigma(\overline{K})$ +\end_inset + + no admite extensiones algebraicas propias,  +\begin_inset Formula $\sigma(\overline{K})=M$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Section +Unicidad +\end_layout + +\begin_layout Standard +Sean  +\begin_inset Formula $\sigma:K\to K'$ +\end_inset + + un isomorfismo de cuerpos y  +\begin_inset Formula $M$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $M'$ +\end_inset + + clausuras algebraicas respectivas de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $K'$ +\end_inset + +, entonces  +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + se extiende a un isomorfismo  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}:M\to M'$ +\end_inset + +, pues si  +\begin_inset Formula $u:K'\hookrightarrow M'$ +\end_inset + + es la inclusión,  +\begin_inset Formula $u\circ\sigma:K\to M'$ +\end_inset + + se extiende a un homomorfismo  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}:M\to M'$ +\end_inset + +. + En particular dos clausuras algebraicas de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + son  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +-isomorfas, tomando  +\begin_inset Formula $\sigma=1_{K}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Sean  +\begin_inset Formula $\sigma:K\to K'$ +\end_inset + + un isomorfismo de cuerpos,   \begin_inset Formula $L$  \end_inset - es algebraicamente cerrado. - Todo cuerpo tiene una clausura algebraica. + un cuerpo de descomposición de  +\begin_inset Formula ${\cal P}\subseteq K[X]\setminus0$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L'$ +\end_inset + + uno de  +\begin_inset Formula ${\cal P}':=\sigma({\cal P})$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +, entonces  +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + se extiende a un isomorfismo  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}:L\to L'$ +\end_inset + +, y en particular dos cuerpos de descomposición de  +\begin_inset Formula ${\cal P}$ +\end_inset + + sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + son  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + +-isomorfos. +  +\series bold +Demostración: +\series default + Si  +\begin_inset Formula $\overline{L}$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $\overline{L'}$ +\end_inset + + son clausuras algebraicas respectivas de  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L'$ +\end_inset + +, lo son de  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $K'$ +\end_inset + + por ser  +\begin_inset Formula $K\subseteq L$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $K'\subseteq L'$ +\end_inset + + algebraicas, y por lo anterior  +\begin_inset Formula $\sigma$ +\end_inset + + se extiende a un isomorfismo  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}:\overline{L}\to\overline{L'}$ +\end_inset + +. + Tenemos  +\begin_inset Formula $L=K(S:=\{\alpha\in\overline{L}:\alpha\text{ es raíz de un }f\in{\cal P}\})$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L':=K(S':=\{\alpha'\in\overline{L'}:\alpha'\text{ es raíz de un }f'\in{\cal P}'\})$ +\end_inset + +, pero si un  +\begin_inset Formula $\alpha\in S$ +\end_inset + + es raíz de un  +\begin_inset Formula $f\in{\cal P}$ +\end_inset + +, entonces  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}(\alpha)\in\overline{L'}$ +\end_inset + + es raíz de  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}(f)=\sigma(f)\in\sigma({\cal P})={\cal P}'$ +\end_inset + +, luego  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}(\alpha)\in S'$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}(S)\subseteq S'$ +\end_inset + +. + Usando  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}^{-1}$ +\end_inset + + se obtiene el otro contenido, luego  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}(L)=\overline{\sigma}(K(S))=\overline{\sigma}(K)(\overline{\sigma}(S))=K'(S')=L'$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $\overline{\sigma}|_{L}:L\to L'$ +\end_inset + +.  \end_layout  \begin_layout Standard -El cuerpo de descomposición sobre un cuerpo  +Dada una extensión de cuerpos  +\begin_inset Formula $K\subseteq L$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + es la clausura algebraica de   \begin_inset Formula $K$  \end_inset - de un  -\begin_inset Formula ${\cal P}\subseteq K[X]$ + si y sólo si es el cuerpo de descomposición sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + de  +\begin_inset Formula $K[X]\setminus0$  \end_inset - es único salvo isomorfismos. +, si y sólo si es el cuerpo de descomposición sobre  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + de todos los irreducibles de  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + +.  \end_layout  \begin_layout Section @@ -696,11 +1785,6 @@ Dado un anillo  \series bold  homomorfismo de Frobenius  \series default - -\begin_inset Note Comment -status open - -\begin_layout Plain Layout  , pues conserva el 1,   \begin_inset Formula $h(ab)=(ab)^{p}=a^{p}b^{p}$  \end_inset @@ -725,11 +1809,6 @@ status open  \begin_inset Formula $p$  \end_inset - -\end_layout - -\end_inset -  .   En particular   \begin_inset Formula $h^{n}=(a\mapsto a^{p^{n}})$ @@ -995,13 +2074,6 @@ Para  \end_layout  \begin_layout Standard -\begin_inset Newpage pagebreak -\end_inset - - -\end_layout - -\begin_layout Standard  Con esto:  \end_layout @@ -1229,5 +2301,147 @@ Dada una extensión de cuerpos finitos  .  \end_layout +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Como  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + es finito,  +\begin_inset Formula $L^{*}$ +\end_inset + + es cíclico y existe  +\begin_inset Formula $\alpha\in L^{*}$ +\end_inset + + con  +\begin_inset Formula $L^{*}=\langle\alpha\rangle$ +\end_inset + +, pero entonces  +\begin_inset Formula $L=L^{*}\cup\{0\}=K(\alpha)$ +\end_inset + +. + Como los elementos de  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + son las raíces de  +\begin_inset Formula $f:=X^{p^{n}}-X$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $\alpha$ +\end_inset + + es raíz de  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + +, con lo que  +\begin_inset Formula $\text{Irr}(\alpha,K)\mid f$ +\end_inset + + y las  +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + raíces de  +\begin_inset Formula $\text{Irr}(\alpha,K)$ +\end_inset + + lo son de  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + y están en  +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + +. + Además estas raíces son distintas ya que  +\begin_inset Formula $f$ +\end_inset + + no tiene raíces múltiples, y como  +\begin_inset Formula $\text{Irr}(\alpha,K)$ +\end_inset + + tiene  +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + raíces en  +\begin_inset Formula $L=K(\alpha)$ +\end_inset + +,  +\begin_inset Formula $|\text{Gal}(K(\alpha)/K)|=m$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper +\begin_layout Enumerate +Si  +\begin_inset Formula $K$ +\end_inset + + es finito, en  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + + existen polinomios irreducibles de cualquier grado  +\begin_inset Formula $m\geq1$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_deeper +\begin_layout Standard +Sean  +\begin_inset Formula $K=:\mathbb{F}_{p^{n}}$ +\end_inset + + y  +\begin_inset Formula $L:=\mathbb{F}_{p^{nm}}$ +\end_inset + +, entonces  +\begin_inset Formula $K\subseteq L$ +\end_inset + + y, por lo anterior, existe  +\begin_inset Formula $\alpha\in L$ +\end_inset + + tal que  +\begin_inset Formula $\text{Irr}(\alpha,K)$ +\end_inset + + tiene  +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + raíces distintas en  +\begin_inset Formula $L$ +\end_inset + + y es un irreducible de grado  +\begin_inset Formula $m$ +\end_inset + + en  +\begin_inset Formula $K[X]$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\end_deeper  \end_body  \end_document | 
