Plaats een reactie

Je mail wordt niet openbaar getoond. Het wordt enkel gebruik voor contact of notificatie vanuit het beheer.

🗨️ Wat vind jij? Stel direct je vraag of geef je mening – zonder registratie. Je reactie zet het topic weer bovenaan bij 'Laatste posts' en trekt snel nieuwe reacties aan🔥. Mocht je als vaste bezoeker willen reageren, dan kun je je ook registreren.

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vragen te beantwoorden.

Noor heeft 10 knikkers. Ze verliest er 4 in het gras. Hoeveel heeft ze er nog?

Antwoord: (vul een getal in)

Er zitten 5 vogels op een hek. Twee vliegen weg. Hoeveel blijven er zitten?

Antwoord: (vul een getal in)

Weergave uitklappen Voorafgaande berichten: Galoistheorie

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » za 04 apr 2020, 14:11

Ik zit nu deze serie te kijken:



Ziet er goed uit. Voor het Galois gebeuren is 6.1 en verder het interessantste.

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » za 04 apr 2020, 10:44

Dit is alvast een verhelderend verhaal: https://www.mathpages.com/home/kmath290/kmath290.htm

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » za 04 apr 2020, 10:18

Jammer genoeg ben er daarmee nog niet want in de moderne algebra werkt men met een meer abstracte definitie van de galoisgroep. :( Het eerder geciteerde boek heeft het daar aan het eind ook nog wel even over, maar dat laatste deel van het boek vind ik lastig te volgen. Eens zien of er op YouTube een heldere uitleg van de galoisgroep in de moderne opvatting te vinden is...

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » wo 01 apr 2020, 23:20

Die lichaamsuitbreidingen worden in het boek ook besproken.

Eens zien of ik de definitie nu kan doorgronden door haar in stukjes te knippen, en dan in mijn eigen woorden te beschrijven wat ik daarin lees:
Definition 9.2. For a polynomial equation without multiple solutions whose coefficients lie in a field K,
De definitie heeft betrekking op vergelijkingen p(x) = 0 van de vorm anxn + an-1xn-1 + ... + a2x2 + a1x + a0 = 0 waarbij alle coëfficiënten ak afkomstig zijn uit een lichaam K en alle n oplossingen xk van de vergelijking van elkaar verschillend zijn.
the Galois group (over the field K) is the set of all permutations σ in the symmetric group Sn
Bij ieder van de boven genoemde vergelijkingen p(x) = 0 wordt een bijbehorende deelgroep van de groep van permutaties Sn gevormd die bestaat uit precies die permutaties σ die aan de onderstaande voorwaarde voldoen. Die zo gevormde deelgroep van Sn noemen we de galoisgroep van p over het lichaam K.
that permute the indices 1,..., n of the solutions x1,..., xn in such a way that for every polynomial h(X1,..., Xn) with coefficients in K and h(x1,..., xn) = 0, one has h(xσ(1),..., xσ(n)) = 0.
Vorm nu de verzameling VK,n van alle polynomen h met n variabelen X1, X2, ... , Xn waarbij de coëfficiënten van die polynomen afkomstig zijn uit het lichaam K. De voorwaarde waaraan de permutaties σ in de galoisgroep dan moeten voldoen is dan dat ze zodanig moeten zijn dat voor iedere polynoom h uit VK,n geldt dat:
\( \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \mathrm{h}(x_1 , x_2 , ... , x_n) = 0 \Rightarrow \mathrm{h}(x_{\sigma(1)} , x_{\sigma(2)} , ... , x_{\sigma(n)} ) = 0. \)
Waarin x1, x2, ... , xn de oplossingen van onze oorspronkelijke vergelijking p(x) = 0 zijn.

Re: Galoistheorie

door ctjacobs » wo 01 apr 2020, 10:16

Het wordt begrijpelijker als je weet wat een lichaamsuitbreiding is. Neem bijvoorbeeld het lichaam van de reële getallen. Daarin het polynoom x^2 +1. Neem de polynoomring van R en ga daarin rekenen modulo dat polynoom. Dan zie je dat je de complexe getallen gemaakt heb. je kunt x=i nemen of x=-i, dat werkt allebei. De symmetriegroep is nu de groep die i en -i verwisselt. De groep heeft twee elementen, een die ze verwisselt een die ze op hun plaats laat.

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » di 31 mar 2020, 22:15

In het boek Galois Theory for Beginners: A Historical Perspective van Jörg Bewersdorff lees ik:
Definition 9.2. For a polynomial equation without multiple solutions whose coefficients lie in a field K, the Galois group (over the field K) is the set of all permutations σ in the symmetric group Sn that permute the indices 1,..., n of the solutions x1,..., xn in such a way that for every polynomial h(X1,..., Xn) with coefficients in K and h(x1,..., xn) = 0, one has h(xσ(1),..., xσ(n)) = 0.
Ik probeer die definitie te doorgronden maar dat is niet eenvoudig! :?

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » ma 30 mar 2020, 02:07

ukster schreef: zo 29 mar 2020, 23:15 cubic equation.pdf
De pdf is zeer beknopt wat betreft de uitleg van de stappen in de afleiding. De formules zelf zijn voor mij ook het probleem niet, die kan ik ook zelf in de boeken of op internet wel vinden. Het gaat mij erom te begrijpen waarom die formules gelden en onder welke voorwaarden dat het geval is. Verder heb ik nog maar weinig ervaring met de (meerwaardige) wortels van complexe getallen, en dat ben ik nu gelijk ook maar even aan het bijspijkeren. Ik leer zulke zaken het beste door ze zelf te doen.

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » ma 30 mar 2020, 01:03

Op grond van (10) zijn \( \, 3 U V \, \) en \( \, -p \, \) beide 3-de machtswortels van een zelfde complex getal, en dus kunnen ze hoogstens in een factor \( \, \zeta^m \, \) (waarin m gelijk is aan 0, 1 of 2) verschillen:
\(\)
\( 3 U V = - \zeta^m \cdot \mathrm{p} \,\,\,\,\,\, (11) \)
\(\)
Omdat \( \, U \, \) de factor \( \, \zeta^k \, \) bevat en \( \, V \, \) de factor \( \, \zeta^l \, \) bevat kunnen we k en l uit 0, 1 en 2 steeds zodanig kiezen dat m=0. Wegens (9) en (11) levert formule (6*) bijgevolg geldige oplossingen voor x3 + px + q = 0 op wanneer k en l zo zijn gekozen dat m gelijk aan nul wordt. Dus vinden we met formule (6*) geldige oplossingen wanneer k en l voldoen aan:
\(\)
\( 3 U V = - \zeta^0 \cdot \mathrm{p} \)
\(\)
\( 3 U V = - \mathrm{p} \)
\(\)
\( 3 \cdot \zeta^k \sqrt[\underline{3}]{ - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} } \cdot \zeta^l \sqrt[\underline{3}]{ -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2}} = - \mathrm{p} \)
\(\)
\( \zeta^k \sqrt[\underline{3}]{ - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} } \cdot \zeta^l \sqrt[\underline{3}]{ -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2}} = - \frac{\mathrm{p}}{3} \,\,\,\,\,\, (12) \)
\(\)
\(\)
Voor formule (6) betekent dit dat als we de hoofdwaarden voor de vierkantswortels nemen we geldige oplossingen voor x3 + px + q = 0 verkrijgen wanneer we de twee meerwaardige complexe 3-de machtswortels zo kiezen dat:
\(\)
\( \sqrt[3]{ - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} } \cdot \sqrt[3]{ -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2}} = - \frac{\mathrm{p}}{3} \,\,\,\,\,\, (13) \)
\(\)

Re: Galoistheorie

door ukster » zo 29 mar 2020, 23:28

Wolfram alpha query uitgevoerd in Mathematica

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » zo 29 mar 2020, 23:21

Dank ukster! Ik maak eerst even mijn lopende bewijs af, en dan bestudeer ik je pdf. Waar komt die vandaan?

Re: Galoistheorie

door ukster » zo 29 mar 2020, 23:15

cubic equation
(77.08 KiB) 130 keer gedownload

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » zo 29 mar 2020, 21:20

\( (3 U V)^3 = 3^3 U^3 V^3 \)
\(\)
\( (3 U V)^3 = 3^3 \cdot \left ( - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} \, \right ) \cdot \left ( -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} \, \right ) \)
\(\)
\( (3 U V)^3 = 3^3 \left [ \left (- \frac{\mathrm{q}}{2} \right )^2 - \left ( \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} \, \right )^2 \right ] \)
\(\)
\( (3 U V)^3 = 3^3 \left [ \left (\frac{\mathrm{q}}{2} \right )^2 - \left ( (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2 \right ) \right ] \)
\(\)
\( (3 U V)^3 = 3^3 \left ( - (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 \right ) \)
\(\)
\( (3 U V)^3 = - \mathrm{p}^3 \,\,\,\,\,\, (10) \)
\(\)
(Wordt vervolgd.)

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » zo 29 mar 2020, 15:59

Schrijf voor het gemak:
\(\)
\( U = \zeta^k \sqrt[\underline{3}]{ - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} } \,\,\,\,\,\, (7) \)
\(\)
\( V = \zeta^l \sqrt[\underline{3}]{ -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2}} \,\,\,\,\,\, (8) \)
\(\)
Dan hebben we:
\(\)
\( U^3 = \left ( \zeta^k \sqrt[\underline{3}]{ - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} } \right )^3 \)
\(\)
\( U^3 = - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} \)
\(\)
\(\)
\( V^3 = \left ( \zeta^l \sqrt[\underline{3}]{ -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2}} \right )^3 \)
\(\)
\( V^3 = -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} \)
\(\)
\(\)
\( X = U + V \)
\(\)
\( X^3 = U^3 + 3U^2V + 3UV^2 + V^3 \)
\(\)
\( X^3 = U^3 + 3UV \cdot (U +V) + V^3 \)
\(\)
\( X^3 = (U^3 + V^3) + 3UV \cdot (U +V) \)
\(\)
\( X^3 = (U^3 + V^3) + 3UV \cdot X \)
\(\)
\( X^3 + \mathrm{p} X + \mathrm{q} = (U^3 + V^3) + 3UV \cdot X + \mathrm{p} X + \mathrm{q} \)
\(\)
\( X^3 + \mathrm{p} X + \mathrm{q} = (3UV + \mathrm{p}) X + ((U^3 + V^3) + \mathrm{q}) \)
\(\)
Maar:
\(\)
\( U^3 + V^3= \left (- \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} \, \right ) + \left (-\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} \, \right ) \)
\(\)
\( U^3 + V^3= - \mathrm{q} \)
\(\)
Dus:
\(\)
\( X^3 + \mathrm{p} X + \mathrm{q} = (3UV + \mathrm{p}) X \,\,\,\,\,\, (9) \)
\(\)
(Wordt vervolgd.)

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » zo 29 mar 2020, 13:10

Dit is de eerder gevonden formule voor oplossingen van x3 + px + q = 0 waarvan we nu de bruikbaarheid onderzoeken:
\(\)
\( x = \sqrt[3]{ - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} } + \sqrt[3]{ -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2}} \,\,\,\,\,\, (6) \)
\(\)
We veronderstellen dat voor alle wortels de hoofdwaarde is genomen en dat ς de hoofdwaarde van de 3-de machtseenheidswortel is. Hetgeen de aldus aangepaste formule geeft:
\(\)
\( X = \zeta^k \sqrt[\underline{3}]{ - \frac{\mathrm{q}}{2} - \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2} } + \zeta^l \sqrt[\underline{3}]{ -\frac{\mathrm{q}}{2} + \sqrt[\underline{2}]{ (\frac{\mathrm{p}}{3})^3 + ( \frac{\mathrm{q}}{2} )^2}} \,\,\,\,\,\, (6^*) \)
\(\)
Hierin is X een functie van p, q, k en l. Voor k = 0, 1, 2 en l = 0, 1, 2 worden dan alle 3-de machtswortels doorlopen. Voor welke waarden van k en l we met X = X(p,q,k,l) een oplossing van x3 + px + q = 0 te pakken hebben zal (hopelijk) spoedig blijken. Het eveneens toelaten van de ± waarden van 2-de machtswortels in beide termen van (6*) geeft soms uitkomsten voor X die geen oplossingen van x3 + px + q = 0 zijn, dus dat doen we niet. (Te controleren voor p = -15 en q = -126.)

(Wordt vervolgd.)

Re: Galoistheorie

door Professor Puntje » do 26 mar 2020, 12:41

Juist - er kunnen sowieso niet meer dan drie geldige oplossingen zijn. Maar ik zoek nog een manier om dat allemaal netjes af te leiden zonder alle opties voor de wortels stuk voor stuk na te hoeven lopen. Wellicht is een compacte notatie mogelijk met behulp van eenheidswortels. Als r één van de waarden van de complexe n-de-machtswortel \( \sqrt[n]{\mathrm{s}} \) van s is, dan zijn alle n de waarden van die complexe wortel te schijven als \( \mathrm{r} \cdot (\zeta_n)^k \) waarin \( \zeta_n \) de primitieve n-de-machtseenheidswortel is en waarbij \( \, k \in \mathbb{Z} \).