新疆教育学院学报
汉文综合版
年第 期
总第 期 卷
“ 阶有限域的存在性与构造
方法
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谭 立 芬
一个有限域包含元素的个数一定是某个素数 的幂 “ 是 自然数
。 它是近世代数中一个熟
知的结论 。 对于任意的素数 与 自然数 , 也一定存在 ” 阶的有限域 。 本文利用模素数 的完全剩
余系 一 。 , , , ⋯ 一 作成的有限域 上的多项式环 「 来证明 “ 阶域的存在性 , 并且举
例说明其具体构造方法
。
一 、 阶域的存在性
因为在 「 中存在任意 次 是 自然数 不可约多项式 证明略 , 设 扒 任 〔 〕是一个
次不可约多项式 , 则 生成一个最大理想 甲 , 因此 〔 〕 州 是一个域 。
在 〔 〕 甲 的元素中都取次数镇 一 的多项式以及零元为代
表
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, 则 〔 〕 州 的每
个元都可唯一地表示为
。 ⋯ ⋯ 一 , ” 一 ’ 任 的形式
即
〔 〕 , 。 , ⋯ ⋯ 。 一 一 ’ 任
因为 有 个元 , 则每个 任 共有 种选法 , 所以 , 〔 〕 甲 共含 ” 个元素 , 因而是一个
” 阶域 。 这也就证明了 ” 域的存在性
。
〔 〕 甲 的加法按多项式的加法
。
关于 〔 〕 , 的乘法 , 因为对 , 任 〔 〕
, 按多项式相乘后 , 乘积 的次数可能
。 用 , 除 得到唯一的余式 ,
这里 一 或次 次 , 一
则取 , 任 〔 〕 , 。
二
、 “ 阶域的具体构造方法
要构造一个 ” 阶域 , 首先必须求出 〔 〕中的一个 次不可约多项式 。 还需要说明的是 〔 〕
中不但存在任何 次不可约多项式 , 而且它们都是多项式 沪 一‘ 一 的因式 , 因此求 〔 〕的
次不可约多项式也就是求多项式 沪 一‘一 的 次不可约因式 。 同时 , 护 一 ’一 没有次数 的不
可约因式
。 一 时 , 一次不可约多项式就是 〔 〕的一次多项式 一
。
下面以 一 , 一 为例来说明 “ 阶域的具体作法 。
在 〔 〕中求多项式 一 ’ 一 ’一 一 ’一 的三次不可约因式 。
一 一 一 “ “ 十
设 一 ” ‘ “ ’
一 一
丫 没有次数 的不可约因式 , 并且有 次不可约因式
。
’ 也没有次数 的不可约因式 , 而至少有一个三次不可约因式 。
则 任 〔 〕的三次首一不可约多项式 。
’·’ 共 , 一 笋 。
没有一次因式 , 则 没有一次因式
。
丫 次 一 , 则 没有二次不可约因式
。
也是 〔 〕上的三次不可约多项式
。
于是 在 上只能分解成两个三次不可约多项式 “ 与 ’十 ’ 的乘积 。
” 阶有限域的存在性与构造方法 谭 立 芬
即 “ “ “
’ 一 十 十
所以 〔 〕只 两个三次不可约多项式 “十 十 与 ’ 。
作 阶域
由 与 ’ ’ 作两个 “ 阶域 〔 〕 与 〔 〕 ’ “
。 因为这两
个域是同构的 。 下面只给出 〔 〕 的 个元素与运算表 。
〔 〕 中元素可唯一表示为
。 十 ’ 。 的形式
所以 〔 〕 , , , , “ , , , “
在运算中注意到 , 在 〔 〕 “ 中有 “ 。
加法表
十 十
十
十
十 十
十 十
十 十
十 十 斗 十
乘法表
十 十 尹
, 十 丰
十 十 斗
十 十
丰 一 一卜 十
一 十
十 十
‘