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1. ¥â®¤ ãáá
áᬮâਬ ¯àאַ㣮«ìãî á¨á⥬㠫¨¥©ëå ãà ¢¥¨©
ª®íää¨æ¨¥âë ª®â®à®©
a11 x1 + · · · + a1n xn = b1 ..................................... am1 x1 + · · · + amn xn = bm aij , bj
(1)
§ ¤ ë. è 楫ì { ©â¨ ¢á¥ à¥è¥¨ï ¨ 㪠§ âì «£®à¨â¬
¤«ï 宦¤¥¨ï ¢á¥å à¥è¥¨©. ¯à¥¤¥«¥¨¥
çâ® ¤«ï ¢á¥å
1.1. ¥è¥¨¥¬ á¨á⥬ë (1) §ë¢ ¥âáï â ª®© ¡®à ç¨á¥«
i = 1, . . . , m
(α1 , . . . , αn ),
¢ë¯®«¥ë à ¢¥áâ¢
ai1 α1 + · · · + ain αn = bi . ë ¡ã¤¥¬ à §«¨ç âì á«¥¤ãî騥 ¢¨¤ë á¨á⥬ (1). ¯à¥¤¥«¥¨¥
1.2. ¨á⥬ (1) ¥á®¢¬¥áâ , ¥á«¨ ® ¥ ¨¬¥¥â à¥è¥¨ï. ¨á⥬ (1)
ᮢ¬¥áâ , ¥á«¨ ® ¨¬¥¥â à¥è¥¨¥. ®¢¬¥áâ ï á¨á⥬ (1) ¥®¯à¥¤¥«¥ , ¥á«¨ ® ¨¬¥¥â ¡®«¥¥ ®¤®£® à¥è¥¨ï. ®¢¬¥áâ ï á¨á⥬ (1) ®¯à¥¤¥«¥ , ¥á«¨ ® ¨¬¥¥â ¥¤¨á⢥®¥ à¥è¥¨¥. ë ¡ã¤¥¬ ᮢ¥àè âì àï¤ ¯à¥®¡à §®¢ ¨© á¨á⥬ë (1), ¥ ¬¥ïî騥 ¬®¦¥á⢠¥¥ à¥è¥¨©. ¯à¥¤¥«¥¨¥
1.3. ¢¥ á¨áâ¥¬ë «¨¥©ëå ãà ¢¥¨© ¢¨¤ (1) íª¢¨¢ «¥âë , ¥á«¨
®¨ ¨¬¥îâ ®¤¨ ª®¢ë¥ ¬®¦¥á⢠à¥è¥¨©. ë ¡ã¤¥¬ ᮢ¥àè âì àï¤ ¯à®á⥩è¨å ¯à¥®¡à §®¢ ¨© á¨á⥬ë (1), á®åà ïîé¨å ¬®¦¥á⢠à¥è¥¨©. ¬¥â¨¬, çâ® ¢á¥ ¨ä®à¬ æ¨ï ® á¨á⥬¥ (1) ᮤ¥à¦¨âáï ¢ ¥¥ â ¡«¨æ¥ ¥¥ ª®íää¨æ¨¥â®¢. ¯à¥¤¥«¥¨¥
1.4. âà¨æ¥© á¨á⥬ë (1) §ë¢ ¥âáï ¯àאַ㣮«ì ï â ¡«¨æ
a11 · · · a1n . . . . . . . . . . . . . . . am1 · · · amn
(2)
áè¨à¥®© ¬ âà¨æ¥© á¨á⥬ë (1) §ë¢ ¥âáï ¯àאַ㣮«ì ï â ¡«¨æ
a11 · · · a1n b1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . am1 · · · amn bm ¬¥ç ¨¥
1.5. ®£¤ à áè¨à¥ãî ¬ âà¨æã á¨á⥬ë (1) ®¡®§ ç îâ ç¥à¥§
a11 ··· am1
··· ··· ···
a1n ··· amn 5
b1 ··· . bm
(3)
6
1.
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1.6. «¥¤ãî騥 ¯à¥®¡à §®¢ ¨ï á¨á⥬ë (1) (¥¥ (à áè¨à¥®©) ¬ â-
à¨æë) §ë¢ îâáï í«¥¬¥â à묨 :
♦
¯à¨¡ ¢«¥¨¥ ª ®¤®¬ã ãà ¢¥¨î (áâப¥) ¤à㣮£® ãà ¢¥¨ï (¤à㣮© áâப¨), 㬮¦¥®£®(®©) ¯à®¨§¢®«ì®¥ ç¨á«®;
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㬮¦¥¨¥ ãà ¢¥¨¥ (áâப¨) ¥ã«¥¢®¥ ç¨á«®.
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1.7. à¨ í«¥¬¥â àëå ¯à¥®¡à §®¢ ¨ïå ¯¥à¥å®¤¨¬ ª íª¢¨¢ «¥â®© á¨á-
⥬¥. ®ª § ⥫ìá⢮.
®© á¨á⥬ë (1). ¯®¤áâ ¢¨¬ ¡®à
♦, ¨¬¥®,
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ᥠãà ¢¥¨ï ®¢®© á¨á⥬ë, ªà®¬¥
(β1 , . . . , βn )
(β1 , . . . , βn )
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¥ ¨§¬¥¨«¨áì.
᫨ ¬ë
¢ i-®¥ ãà ¢¥¨¥ ®¢®© á¨á⥬ë, â® ¯®«ã稬
(ai1 + αaj1 )β1 + · · · + (ain + αajn )βn = (ai1 β1 + · · · + ain βn ) + α(aj1 β1 + · · · + ajn βn ) = bi + α + bj . ª¨¬ ®¡à §®¬,
(β1 , . . . , βn )
ï¥âáï à¥è¥¨¥¬ ®¢®© á¨á⥬ë. ®áª®«ìªã ¨á室 ï á¨á-
⥬ë (1) ¯®«ãç ¥âáï ¨§ ®¢®© á¨á⥬ë í«¥¬¥â àë¬ ¯à¥®¡à §®¢ ¨¥¬ ¯à¨¡ «¥¨¥¬ ª
i-®¬ã ãà ¢¥¨î j -£®, 㬮¦¥®£® −α, â® «®£¨ç®, ª ¦¤®¥ à¥è¥¨¥ ®¢®© á¨á⥬ë ï¥âáï à¥è¥¨¥¬ ¨á室®© á¨á⥬ë. ¯à ¦¥¨¥
1.8. ®ª § âì, ç⮠ᮢ¥àè ï í«¥¬¥â àë¥ ¯à¥®¡à §®¢ ¨ï á® áâப ¬¨
¬ âà¨æë ¬®¦® ¢ ¥© ¯¥à¥áâ ¢¨âì «î¡ë¥ ¤¢¥ áâப¨. 㤥¬ ¯à¨¢®¤¨âì ¬ âà¨æã á¨áâ¥¬ë ª ¨¡®«¥¥ ¯à®á⮬ã { áâ㯥ç ⮬㠢¨¤ã. ¯à¥¤¥«¥¨¥
1.9. âà¨æ (3) §ë¢ ¥âáï áâ㯥ç ⮩ , ¥á«¨
(1) ¨¦¥ ã«¥¢®© áâப¨ à ᯮ«®¦¥ë ⮫쪮 ã«¥¢ë¥ áâப¨; (2) ¯¥à¢ë© ¥ã«¥¢®© ª ¦¤®© áâப¨ à ¢¥ 1; (3) ¥á«¨ ¯¥à¢ë© ¥ã«¥¢®© (a)
i-®©
áâப¨ à ᯮ«®¦¥ ¬¥áâ¥
(i, ki ),
â®
ki+1 > ki ;
(b) ¢á¥ í«¥¬¥âë ¥®à¥¬
aj,ki = 0
¤«ï ¢á¥å
j 6= i.
1.10. ¦¤ ï ¬ âà¨æ ª®¥çë¬ ç¨á«®¬ í«¥¬¥â àëå ¯à¥®¡à §®¢ ¨©
áâப ¯à¨¢®¤¨âáï ª áâ㯥ç ⮬㠢¨¤ã. ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì ¬ âà¨æ
A
¨¬¥¥â ¢¨¤ (3).
᫨
A = 0,
â® ® 㦥 ¨¬¥¥â
áâ㯥ç âë© ¢¨¤. ãáâì
A 6= 0.
㤥¬ ¢¥á⨠¤®ª § ⥫ìá⢮ ¨¤ãªæ¨¥© ¯® ç¨á«ã áâப
m. ¥§ ®£à ¨ç¥ai1 .
᫨ i = 1, = 1. «¥¤®¢ ⥫ì®,
¨ï ®¡é®á⨠¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¢ ¯¥à¢®¬ á⮫¡æ¥ ¥áâì ¥ã«¥¢®© í«¥¬¥â ⮠㬮¦¨¬ 1-ãî áâபã
a−1 11 .
â ª, ¬®¦® ¯à¥¤¯®« £ âì, çâ® a11 m = 1, ⮠⥮६ ¤®ª § . ãáâì m > 1, ¨ ¤«ï m − 1 ⥮६ ¤®ª § . «ï ª ¦¤®£® i > 1 ¢ëç⥬ ¨§ i-®© áâப¨ −1 ¯¥à¢ãî áâபã, 㬮¦¥ãî ai1 a11 . ®¢®© ¬ âà¨æ¥ ¢á¥ ª®íää¨æ¨¥âë ai1 = 0, i > 1. áᬮâਬ ¯®¤¬ âà¨æã B ¢ A, ¯®«ãç îéãîáï ®â¡à áë¢ ¨¥¬ ¯¥à¢®© áâப¨. ® ¨¤ãªæ¨¨ ¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¬ âà¨æ B ¨¬¥¥â áâ㯥ç âë© ¢¨¤. ãáâì ¢ ¬ âà¨æ¥ B ¯¥à¢ë¥ ¥ã«¥¢ë¥ í«¥¬¥âë à ᯮ«®¦¥ë ¢ á⮫¡æ å á ®¬¥à ¬¨ 1 < k2 < k3 < · · · . ëç⥬ ¨§ ¯¥à¢®© áâப¨ 2-ãî áâபã, 㬮¦¥ãî a1,k2 , âà¥âìî áâபã 3-ãî áâபã, 㬮¦¥ãî a1,k3 , ¨ â. ¤. ¥á«¨
¯à¥¤¥«¥¨¥
¥¨§¢¥áâãî
xi
1.11. ãáâì ¬ âà¨æ á¨á⥬ë (1) ¨¬¥¥â áâ㯥ç âë© ¢¨¤.
£« ¢®© , ¥á«¨ ¢ ¥ª®â®à®¬ ãà ¢¥¨¨ ¢á¥ ª®íää¨æ¨¥âë ¯à¨
à ¢ë ã«ï, ª®íää¨æ¨¥â ¯à¨ ¥¨§¢¥áâë¥ §®¢¥¬ ᢮¡®¤ë¬¨ .
xi
§®¢¥¬
x1 , . . . , xi−1
®â«¨ç¥ ®â ã«ï (¨ ¯®â®¬ã à ¢¥ 1). ¢á¥ ®áâ «ìë¥
2.
7
ਬ¥¨¬ ⥮६ë 1.7, 1.10 ª ¨áá«¥¤®¢ ¨î á¨á⥬ë (1). ᨫã 㪠§ ëå ⥮६ ¬®¦® áç¨â âì, çâ® à áè¨à¥ ï ¬ âà¨æ á¨á⥬ë (1) ¨¬¥¥â áâ㯥ç âë© ¢¨¤. ãáâì ¥¥ ¯®á«¥¤ïï ¥ã«¥¢ ï áâப ¨¬¥¥â ¢¨¤ (4)
(0, . . . , 0, 1). â® ®§ ç ¥â, çâ® á¨á⥬ë (1) ᮤ¥à¦¨â ãà ¢¥¨¥
0x1 + · · · + 0xn = 1, çâ® ¥¢®§¬®¦®. «¥¤®¢ ⥫ì®, ¢ í⮬ á«ãç ¥ á¨á⥬ ¥á®¢¬¥áâ . ãáâì ¢ £« ¢ë¥,
A ¥â áâப¨ (4). ।¯®«®¦¨¬ ¤«ï ¯à®áâ®âë, çâ® ¯¥à¥¬¥ë¥ x1 , . . . , xr xr+1 , . . . , xn ᢮¡®¤ë¥. ®£¤ á¨á⥬ ¨¬¥¥â ¢¨¤ x1 +a1,r+1 xr+1 + · · · + a1n xn = b1 x2 +a2,r+1 xr+1 + · · · + a2n xn = b2 (5) . . . . . . . . . . . . . . ............................. xr +ar,r+1 xr+1 + · · · + arn xn = br
¥à¥®áï ᢮¡®¤ë¥ ¯¥à¥¬¥ë¥ ¢ ¯à ¢ãî ç áâì, ¯®«ãç ¥¬ ¢ëà ¦¥¨¥ £« ¢ëå ¥¨§¢¥áâëå ç¥à¥§ ᢮¡®¤ë¥
x1 = b1 − a1,r+1 xr+1 − · · · − a1n xn x2 = b2 − a2,r+1 xr+1 − · · · − a2n xn ...................................... xr = br − ar,r+1 xr+1 − · · · − arn xn .
(6)
ª¨¬ ®¡à §®¬, ¯à¨¤ ¢ ï ᢮¡®¤ë¬ ¥¨§¢¥áâë¬ ¯à®¨§¢®«ìë¥ § 票ï, ¬ë ®¤®§ ç® å®¤¨¬ § ç¥¨ï £« ¢ëå ¥¨§¢¥áâëå. â ª, á¨á⥬ ᮢ¬¥áâ , ¨, ¥á«¨ ¥áâì ᢮¡®¤ë¥ ¥¨§¢¥áâë¥, â® á¨á⥬ ¥®¯à¥¤¥«¥ .
᫨ ¢á¥ ¥¨§¢¥áâë¥ £« ¢ë¥, â® á¨á⥬ ®¯à¥¤¥«¥ . ¯à¥¤¥«¥¨¥
¥.
1.12. ¨á⥬ (1) ®¤®à®¤ , ¥á«¨ ¢á¥ ¥¥ ᢮¡®¤ë¥ ç«¥ë ã«¥¢ë¥, â.
b1 = · · · = bm = 0. 1.13.
᫨ ¢ ®¤®à®¤®© á¨á⥬¥ ç¨á«® ¥¨§¢¥áâëå
।«®¦¥¨¥
ãà ¢¥¨©
m,
n
¡®«ìè¥ ç¨á«
â® á¨á⥬ ¥®¯à¥¤¥«¥ .
®ª § ⥫ìá⢮.
ਢ¥¤¥¬ á¨á⥬㠪 áâ㯥ç ⮬㠢¨¤ã. á®, ç⮠ᮢ ¯®«ã稬
®¤®à®¤ãî á¨á⥬ã, ¯à¨ç¥¬ ç¨á«® £« ¢ëå ¥¨§¢¥áâëå ¥ ¯à¥¢®á室¨â ç¨á« ¥ã«¥¢ëå ãà ¢¥¨©, â. ¥. ¥ ¢á¥ ¥¨§¢¥áâë¥ £« ¢ë¥. 2. âà¨æë ¨ ®¯¥à 樨 ¤ ¨¬¨ ¯à¥¤¥«¥¨¥
¨
m
á⮫¡æ ¬¨.
Mat(n × m) { ¢á¥å ¬ âà¨æ (¯àאַ㣮«ìëå â ¡«¨æ) á n áâப ¬¨ A ∈ Mat(n × m), â® ¬ë ¡ã¤¥¬ â ª¦¥ ¯¨á âì A = An×m .
᫨ = (bij ), â® ¯®« £ ¥¬ A + B = (aij + bij ). ஬¥ ⮣®, λAn×m = (λaij ).
1.14.
᫨
An×m = (aij ), Bn×m ।«®¦¥¨¥
1.15. ãáâì
A, B, C ∈ Mat(n × m)
¨
λ, ν
{ ç¨á« . ®£¤ á¯à ¢¥¤«¨¢ë
á«¥¤ãî騥 8 ªá¨®¬ ¢¥ªâ®à®£® ¯à®áâà á⢠: (1) (2)
A + B = B + A; A + (B + C) = (A + B) + C ;
(3) ¥á«¨ 0 { ã«¥¢ ï ¬ âà¨æ (¢á¥ ¥¥ ª®íää¨æ¨¥âë à ¢ë ã«î), â®
«î¡®© ¬ âà¨æë
(4) ¤«ï «î¡®© ¬ âà¨æë (5) (6) (7) (8)
A+0=A
A;
λ(A + B) = λA + λB ; (λ + ν)A = λA + νA; (λν)A = λ(νA); 1A = A.
A
áãé¥áâ¢ã¥â â ª ï ¬ âà¨æ
−A,
çâ®
A + (−A) = 0;
¤«ï
8
1.
ਢ¥¤¥¬, ¯à¨¬¥à, ¤®ª § ⥫ìá⢮ ¯¥à¢®£® ã⢥ত¥¨ï,
᫨
®ª § ⥫ìá⢮.
A = (aij ), B = (bij ),
â®
A + B = (aij + bij ) = (bij + aij ) = B + A.
áâ «ìë¥ ã⢥ত¥¨ï
¤®ª §ë¢ îâáï «®£¨ç®î ¯à¥¤¥«¥¨¥
1.16. ãáâì
An×m = (aij ), Cm×k = (cst ). ®£¤
D = AC ∈ Mat(n × k) = (dis ),
£¤¥ ¤«ï ¢á¥å
i = 1, . . . , n,
s = 1, . . . , k
dis = ai1 d1s + · · · + ain dns ।«®¦¥¨¥
(7)
1.17. ¬®¦¥¨¥ ¬ âà¨æ áá®æ¨ ⨢®, â.¥.
(AC)F = A(CF )
¤«ï
«î¡ëå ¬ âà¨æ
A ∈ Mat(n × m), C ∈ Mat(m × k), F ∈ Mat(k × l). ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
A = An×m = (aij ),
᫨
C = Cm×k = (cst ),
F = Fk×l = (ftq ).
D ¨§ ®¯à¥¤¥«¥¨ï 1.16, â® ¯® (7) ¬¥á⥠(i, q) ¢ ¬ âà¨æ¥ (AC)F = DF Pk =1 di, f,q = Pk Pn =1 =1 ai, d, f,q .
á⮨â í«¥¬¥â
(8)
¤à㣮© áâ®à®ë, ¥á«¨ â® ¬¥áâ¥
(i, q)
¢ ¬ âà¨æ¥
CF = U = (ui, ) ∈ Mat(m × l), A(CF ) = AU á⮨â í«¥¬¥â Pn =1 ai, u,q = Pn Pk =1 ai, d, f,q . =1
(9)
§ (8), (9) ¢ë⥪ ¥â ã⢥ত¥¨¥. ।«®¦¥¨¥
(1) (2)
1.18. ¯à ¢¥¤«¨¢ë à ¢¥á⢠:
λ(AB) = (λA)B = A(λB). A(B + C) = AB + AC, (A + U )V = AV + U V.
®ª § ⥫ìá⢮.
(bij ), C = (cij ).
®ª ¦¥¬, ¯à¨¬¥à, ¢â®à®¥ ã⢥ত¥¨¥. ãáâì
®£¤ ¬¥áâ¥
X
aik (bkj
¢ ¬ âà¨æ¥
ª®â®àë© à ¢¥ í«¥¬¥âã, áâ®ï饬ã â® ¦¥ ¬¥á⥠¢ ¬ âà¨æ¥ ¬ âà¨æ
A(B +C) ¨ AB +AC
A = (aij ), B =
A(B + C) áâநâ í«¥¬¥â X X + ckj ) = aik bkj + aik ckj ,
(i, j)
AB + AC .
ª ª ª à §¬¥àë
ᮢ¯ ¤ îâ, â® ®¨ à ¢ë. «®£¨ç® ¯à®¢¥àïîâáï ®áâ «ìë¥
ã⢥ত¥¨ï. ¯à¥¤¥«¥¨¥ ।«®¦¥¨¥
1.19. ãáâì
1.20. ãáâì
®ª § ⥫ìá⢮.
á⮨â
Pn
j=1
aij bji ,
A = (aij ) ∈ Mat(n).
ãáâì
A, B ∈ Mat(n).
«¥¤®¬
®£¤
A = (aij ), B = (bij ).
tr A §ë¢ ¥âáï a11 + · · · + ann .
tr(AB) = tr(BA).
®£¤ ¬¥áâ¥
®âªã¤
tr(AB) =
n X
aij bji .
i,j=1
«®£¨ç®,
tr(BA) =
n X
s,t=1
bst ats =
n X
s,t=1
ats bst = tr(AB).
(i, i)
¢ ¬ âà¨æ¥
AB
2.
1.21. ¨¬¢®« ஥ª¥à
¯à¥¤¥«¥¨¥
¨ç ï ¬ âà¨æ ஥ª¥à
E = En ∈ Mat(n)
δij
à ¢¥ 1, ¥á«¨
i = j,
9
¨ 0, ¥á«¨
{ íâ® ¬ âà¨æ , ¢ ª®â®à®© ¬¥áâ¥
(i, j)
i 6= j .
¤¨-
á⮨â ᨬ¢®«
δij . 1.22. ãáâì
।«®¦¥¨¥
®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
A ∈ Mat(n × m).
A = (aij ). n X
®£¤
En A = A = AEm .
®£¤ ¬¥áâ¥
(i, j)
¢ ¬ âà¨æ¥
En A
á⮨â
δik akj = δii aij = aij ,
k=1
â. ¥.
En A = A. 1.23. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
∗
A ∈ Mat(m × n)
1.24. t (A + B)
®ª § ⥫ìá⢮.
(i, j)
á⮨â
t t
C A.
®£¤ âà ᯮ¨à®¢ ï ¬ âà¨æ t A
{ íâ® ¬ âà¨æ , ¢ ª®â®à®© ¬¥áâ¥
।«®¦¥¨¥
¬¥áâ¥
A ∈ Mat(n × m).
P
k
= t A + t B,
t
(i, j)
á⮨â í«¥¬¥â
(λA) = λt A,
t
aji
¬ âà¨æë
=
A.
(AC) = t Ct A.
®ª ¦¥¬, ¯à¨¬¥à, ¯®á«¥¤¥¥ ã⢥ত¥¨¥. ¬ âà¨æ¥ t (AC)
ajk cki =
P
k cki ajk , â. ¥. í«¥¬¥â, áâ®ï饩 ⮬ ¦¥ ¬¥á⥠¢ ¬ âà¨æ¥
«®£¨ç® ¤®ª §ë¢ îâáï ®áâ «ìë¥ ã⢥ত¥¨ï. 1.25. âà¨çë¥ ¥¤¨¨æë
¯à¥¤¥«¥¨¥
ª®â®àëå ¬¥áâ¥
(s, t)
á⮨â í«¥¬¥â
δsi δtj ,
Eij ∈ Mat(n × m) { íâ® (i, j) á⮨â 1,
â. ¥. ¬¥áâ¥
¬ âà¨æë
Eij ,
¢
¨ ¢á¥ ®áâ «ìë¥
í«¥¬¥âë à ¢ë 0. ¯à ¦¥¨¥
1.26. ®ª § âì, çâ®
t
♠ Eij = Eji ; ♣ ¥á«¨ A = (aij ), ।«®¦¥¨¥
â®
1.27.
A=
P
i,j
aij Eij .
Eij Ers = δjr Eis .
Eij Ers á⮨â í«¥¬¥â ( X 1, u = i = p = j, v = s; (δui δpj)(δpi δvs ) = 0 ¢ ¯à®â¨¢®¬ á«ãç ¥. p
®ª § ⥫ìá⢮.
¬¥áâ¥
(u, v)
¢
âáî¤ ¢ë⥪ ¥â ã⢥ত¥¨¥. «¥¤á⢨¥
1.28. ãáâì
A = (ars ) ∈ Mat(n × m).
®£¤
Eij A = aj1 Ei1 + · · · + ajm Eim , AEij = a1i E1j + · · · + anj Eni . ¥®à¥¬
1.29. â®¡ë ¢ ¬ âà¨æ¥
㬮¦¥ãî
α
A ∈ Mat(n × m) ª i-®© áâப¥ (En + αEij )A.
¯à¨¡ ¢¨âì
j -ãî,
㦮 à áᬮâà¥âì ¬ âà¨æã
®ª § ⥫ìá⢮.
® ¯à¥¤«®¦¥¨ï¬ 1.18, 1.27, ã¯à ¦¥¨ï¬ 1.22,
♣ ¨ á«¥¤á⢨î 1.28
(En + αEij )A = En A + αEij A = P A + α(aj1 Ei1 + · · · + ajm Eim ) = rs ars Ers + (αaj1 )Ei1 + · · · + (αajm )Eim = P P r6=i,s ars Ers + i,s (ais + αajs )Eis . «¥¤á⢨¥
j -ë©,
1.30. â®¡ë ¢ ¬ âà¨æ¥
㬮¦¥ãî
¡®§ 票¥
α
A ∈ Mat(n × m) ª i-®¬ã á⮫¡æã A(Em + αEji ).
㦮 à áᬮâà¥âì ¬ âà¨æã
1.31. ®«®¦¨¬
Di (α) = En + (α − 1)Eii ∈ Mat(n).
¯à¨¡ ¢¨âì
10
1.
¥®à¥¬
α
1.32. â®¡ë ¢ ¬ âà¨æ¥
㦮 à áᬮâà¥âì ¬ âà¨æã
A ∈ Mat(n × m) i-ãî Di (α)A (ADi (α)).
áâபã (á⮫¡¥æ) 㬮¦¨âì
ãáâì A = (aij ). ¬¥â¨¬, çâ® ¢ ¬ âà¨æ¥ Di (α) δst + (α − 1)δis δit . ®í⮬㠢 ¬ âà¨æ¥ Di (α)A ¬¥á⥠(p, q) á⮨â P P P r (δpr + (α − 1)δip δir )arq = r δpr arq + (α − 1) r δip δir arq = ( apq , i 6= q; apq + (α − 1)δip aiq = αaiq , p = i.
®ª § ⥫ìá⢮.
á⮨â
¬¥ç ¨¥
¬¥áâ¥
(s, t)
1.33. â¥à¬¨ å ¬ âà¨ç®£® 㬮¦¥¨ï 㤮¡® § ¯¨áë¢ âì á¨áâ¥¬ë «¨-
¥©ëå ãà ¢¥¨©. ¬¥®, á¨á⥬ë (1) ¨¬¥¥â ¢¨¤ (1),
X=
x1 . . .
xn
{ á⮫¡¥æ ¥¨§¢¥áâëå,
b=
b1 . . .
bm
{ á⮫¡¥æ ᢮¡®¤ëå ç«¥®¢.
AX = b,
£¤¥
A
{ ¬ âà¨æ (2) á¨á⥬ë
2
®¦¥á⢠¨ ®â®¡à ¦¥¨ï. ¥à¥áâ ®¢ª¨
1. ®¦¥á⢠¨ ®â®¡à ¦¥¨ï.
2.1. â®¡à ¦¥¨¥
¯à¥¤¥«¥¨¥
f : X → Y.
(10)
â®¡à ¦¥¨¥ (10) (1) ¨ê¥ªâ¨¢® , ¥á«¨ ¤«ï «î¡ëå
x, y ∈ X ¨§ f (x) = f (y) á«¥¤ã¥â x = y ; y ∈ Y áãé¥áâ¢ã¥â â ª®¥ x ∈ X , çâ® f (x) = y ;
(2) áîàꥪ⨢® , ¥á«¨ ¤«ï «î¡®£®
(3) ¡¨¥ªâ¨¢® , ¥á«¨ ®® ¨ê¥ªâ¨¢® ¨ áîàꥪ⨢®. 2.2. ãáâì § ¤ ® ®â®¡à ¦¥¨¥ (10). «ï «î¡®£®
¡®§ 票¥
f ¯à ¦¥¨¥
−1
y∈Y
¯®«®¦¨¬
(y) = {x ∈ X|f (x) = y}.
2.3. ®ª § âì, çâ® ®â®¡à ¦¥¨¥ (10)
|f −1 (y)| ≤ 1 ¤«ï «î¡®£® y ∈ Y ; áîàꥪ⨢® ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ |f −1 (y)| ≥ 1 ¤«ï «î¡®£® y ∈ Y ; ¡¨¥ªâ¨¢® ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ |f −1 (y)| = 1 ¤«ï «î¡®£® y ∈ Y .
(1) ¨ê¥ªâ¨¢® ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ (2) (3)
2.4. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
gf : X → Z . : Y → X.
¦¥¨©
f −1
।«®¦¥¨¥
f : X → Y, g : Y → Z . ந§¢¥¤¥¨¥ (ª®¬¯®§¨æ¨ï) ®â®¡à 1X : X → X . ¡à ⮥ ®â®¡à ¦¥¨¥
®¦¤¥á⢥®¥ ®â®¡à ¦¥¨¥
2.5. ¯à ¢¥¤«¨¢ë á«¥¤ãî騥 ã⢥ত¥¨ï:
(1) 㬮¦¥¨¥ ®â®¡à ¦¥¨© áá®æ¨ ⨢®; (2) ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ ¨ê¥ªâ¨¢ëå ®â®¡à ¦¥¨© ¨ê¥ªâ¨¢®; (3) ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ áîàꥪ⨢ëå ®â®¡à ¦¥¨© áîàꥪ⨢®; (4) ¥á«¨ (5) ¥á«¨
f f
¨§ (10), â®
1Y f = f 1X = f ; f −1 f = 1X ¨ f f −1 = 1Y ; ®â®¡à ¦¥¨¥ ª f ¨§ (10) áãé¥áâ¢ã¥â
¨§ (10), â®
(6) ®¡à ⮥
⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
f
¡¨¥ªâ¨¢®. ¯à ¦¥¨¥
2.6. ®¦¥á⢮
X ª®¥ç® ⮣¤ ¨ ⮫쪮 X → X ¡¨¥ªâ¨¢®.
⮣¤ , ª®£¤ «î¡®¥ ¨ê¥ª-
⨢®¥ (áîàꥪ⨢®¥) ®â®¡à ¦¥¨¥
2. ¥à¥áâ ®¢ª¨
ãáâì
Xn = {1, 2, . . . , n}.
¯à¥¤¥«¥¨¥
®â®¡à ¦¥¨¥
Xn
2.7. ¥à¥áâ ®¢ª®© (¯®¤áâ ®¢ª®©) á⥯¥¨
¢ ᥡï. ¥à¥§
।«®¦¥¨¥
Sn
n §ë¢ ¥âáï ¡¨¥ªâ¨¢®¥ n.
®¡®§ ç ¥âáï ¬®¦¥á⢮ ¢á¥å ¯¥à¥áâ ®¢®ª á⥯¥¨
2.8. ந§¢¥¤¥¨¥ ¯¥à¥áâ ®¢®ª ¨ ®¡à â ï ¨ ⮦¤¥á⢥ ï ¯¥à¥-
áâ ®¢ª¨ ᮢ ïîâáï ¯¥à¥áâ ®¢ª ¬¨. ¬®¦¥¨¥ ¯¥à¥áâ ®¢®ª áá®æ¨ ⨢®. ®ª § ⥫ìá⢮.
㦮 ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ¯à¥¤«®¦¥¨¥¬ 2.5. 11
12
2.
.
¡®§ 票¥
2.9. ãáâì
σ ∈ Sn .
®£¤ ¥á«¨
Xn = {i1 , . . . , in },
â®
σ
®¤®§ ç®
§ ¤ ¥âáï ¢ ¢¨¤¥ ¤¢ãáâà®ç®© ¬ âà¨æë
σ= ¯à ¦¥¨¥
2.10. ãáâì
σ
in σ(i1 )
i1 ... σ(i1 ) . . .
(11)
¨§ (11), ¨
τ=
j1 i1
... ...
jn . in
®£¤
στ =
j1 ... σ(i1 ) . . .
jn σ(in )
¨
σ ¯à¥¤¥«¥¨¥
Sn
¤«¨ë
k
¢ 横«
−1
=
2.11. ãáâì i1 , . . .
σ(i1 ) . . . i1 ...
¨ª«®¬
(i1 , . . . , ik ) ∈
¥§ ¢¨á¨¬ë , ¥á«¨ ¢á¥ í«¥¬¥âë i1 , . . .
, ik , j1 , . . . , js
, ik
{ à §«¨çë¥ ç¨á« ¨§
§ë¢ ¥âáï â ª ï ¯¥à¥áâ ®¢ª
is+1 , σ(m) = i1 , m, ,
(i1 , . . . , ik ), (j1 , . . . , js ) ∈ Sn
σ(in ) i1
σ,
¥á«¨ ¥á«¨ ¥á«¨
çâ® ¤«ï
Xn .
m ∈ Xn
m = is , s < k; m = ik ; m ∈ Xn \ {i1 , . . . , ik }.
à §«¨çë. ¥®à¥¬
2.12. î¡ ï ¯¥à¥áâ ®¢ª à §« £ ¥âáï ¢ ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ ¥§ ¢¨á¨¬ëå 横-
«®¢. ãáâì σ ∈ Sn . ®¦® áç¨â âì, çâ® σ 6= 1. ®§ì¬¥¬ ¯à®¨§¢®«ìë© k, 1 ≤ k ≤ n, ¨ ¯à¥¤¯®«®¦¨¬, çâ® í«¥¬¥âë k0 = k, k1 = σk, k2 = σ 2 k, . . . , kl = σ l k à §«¨çë, ® σ l+1 k = σ s k , £¤¥ 0 ≤ s ≤ l. ®ª § ⥫ìá⢮.
í«¥¬¥â
¥¬¬
2.13.
s = 0.
᫨ s > 0, â® σ(ks−1 ) = σ(kl ), çâ® ¥¢®§¬®¦®, X = {1, . . . , n}, ® ks−1 6= kl ¢ ᨫ㠢롮à l.
®ª § ⥫ìá⢮.
¨ê¥ªâ¨¢®
â ª, ¬®¦¥á⢥
{k0 , k1 , . . . , kl } ¯®¤áâ ®¢ª σ ¤¥©áâ¢ã¥â k0 k1 . . . kl−1 kl k1 k2 . . . kl k0
¥¬¬
¤¥©áâ¢ã¥â
j, 1 ≤ j ≤ n, ¯à¨ç¥¬ j ∈ / {k0 , k1 , . . . , kl }. ª {j0 , j1 , . . . , jt }, ª®â®à®¬ ¯®¤áâ ®¢ª σ ¤¥©áâ¢ã¥â ª ª 横« j0 j1 . . . jt−1 jt j1 j2 . . . jt j0
2.14. á¥ í«¥¬¥âë
®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
k0 , k1 , . . . , kl , j0 , j1 , . . . , jt
jr = kq . j0 = σ
çâ® ¥¢®§¬®¦®.
σ
ª ª
롥६ ⥯¥àì ¯à®¨§¢®«ì®¥ ç¨á«® áâந¬ ¬®¦¥á⢮
¨¡®
−r
à §«¨çë.
®£¤
jr ∈ {k0 , k1 , . . . , kl },
¨ ¢ëè¥
2.
13
த®«¦ ï íâ®â ¯à®æ¥áá, ¯®«ãç ¥¬ ¯®¤áâ ®¢ªã
τ=
k0 k1
k1 k2
... ...
kl−1 kl
kl k0
j0 j1
¥¯®á।á⢥ ï ¯à®¢¥àª ¯®ª §ë¢ ¥â, ç⮠।«®¦¥¨¥
2.15. ãáâì
¨
π ∈ Sn
π(i1 , . . . , ik )𠮪 § ⥫ìá⢮. ¯à¥¤¥«¥¨¥ ¥®à¥¬
j1 j2
jt ··· . j0
jt−1 jt
τ = σ.
(i1 , . . . , ik )
−1
... ...
{ 横« ¨§
Sn .
®£¤
= (π(i1 ), . . . , π(ik )).
¥¯®á।á⢥ ï ¯à®¢¥àª .
2.16. à ᯮ§¨æ¨¥© §ë¢ ¥âáï 横« ¤«¨ë 2.
2.17. ¦¤ ï ¯¥à¥áâ ®¢ª ï¥âáï ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥¬ âà ᯮ§¨æ¨©.
®ª § ⥫ìá⢮. ¯à¥¤¥«¥¨¥
(i1 , . . . , ik ) = (i1 , i2 )(i2 , i3 ) · · · (ik−1 , ik ).
2.18. ãáâì
i 1 , . . . , in
{ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì à §«¨çëå ç¨á¥« ¨§
¢¥àᨥ© ¢ í⮩ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®á⨠§ë¢ ¥âáï â ª ï ¯ à ª®¬ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®á⨠§ë¢ ¥âáï ç¨á«®
is , it , çâ® s < t ¨ is > it .
Xn . -
(−1)M ,
£¤¥ M { ç¨á«® ¨¢¥àᨩ ¢ ¯®á«¥¤®¢ σ ∈ Sn ¨¬¥¥â ¤¢ãáâà®çãî § ¯¨áì (11), £¤¥ i1 = 1, . . . , in = n, σ à ¢¥ § ªã ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®á⨠¨§ ¢â®à®© áâப¨.
⥫ì®áâ¨.
᫨ ¯®¤áâ ®¢ª â® § ª
(−1)σ
¥®à¥¬
¯¥à¥áâ ®¢ª¨
2.19. ãáâì § ¤ ¯¥à¥áâ ®¢ª (11), £¤¥
ik = k
¤«ï ¢á¥å
k.
।¯®«®-
¦¨¬, çâ® § ¤ ë à §«¨çë¥ ç¨á«
y1 , . . . , yn . ®£¤ Y yσt − yσs . (−1)sigma = yt − y s
(12)
1≤s
᫨ ¯ à σs, σt ®¡à §ã¥â ¨¢¥àá¨î, â® ¢ ç¨á«¨â¥«ì ¤à®¡¨ (12) yσt − yσs , ¢ § ¬¥ ⥫¥ ¢áâà¥ç ¥âáï yσs − yσt . ਠ¤¥«¥¨¨ ¢®§¨ª ¥â ¬®¦¨â¥«ì
®ª § ⥫ìá⢮.
¢å®¤¨â
-1.
᫨ ¦¥ íâ ¯ à ¥ ®¡à §ã¥â ¨¢¥àᨨ, â® ¯à¨ ¤¥«¥¨¨ ¢®§¨ª ¥â ¬®¦¨â¥«ì 1. ¥®à¥¬
2.20. ãáâì
®ª § ⥫ìá⢮.
σ, τ ∈ Sn .
ãáâì
®£¤
y1 , . . . , yn
(−1)στ = (−1)σ (−1)τ .
{ à §«¨çë¥ ç¨á« . ®£¤ ¨ ç¨á«
z1 = yτ 1 , . . . , zn = yτ n à §«¨çë. ® ⥮६¥ 2.19 ¨¬¥¥¬
yστ t − yστ s = yt − ys Q yστ t − yστ s Q yτ t − yσs = 1≤s
«¥¤á⢨¥
2.21.
(−1)σ
®ª § ⥫ìá⢮.
−1
Q
1≤s
= (−1)σ .
¬¥¥¬
σ
−1
σ=ε=
«¥¤®¢ ⥫ì®,
1 = (−1)ε = (−1)σ
1 ... 1 ...
−1
σ
n . n
= (−1)σ
−1
(−1)σ .
14
2.
.
«¥¤á⢨¥
§ ª
σ
2.22.
᫨
σ ∈ Sn
¨¬¥¥â ¯à®¨§¢®«ìãî ¤¢ãáâà®çãî § ¯¨áì (11), â®
à ¢¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨î § ª®¢ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®á⥩ ¨§ ¨¦¥© ¨ ¢¥à奩 áâப.
®ª § ⥫ìá⢮.
¥à¥áâ ®¢ª (11) à ¢ ¯à®¨§¢¥¤¥¨î ¯¥à¥áâ ®¢®ª
ψ=
i1 1
... ...
ਠí⮬ ¯® á«¥¤á⢨î 2.21 § ª ç¨á«ã ¨¢¥àᨩ ¢ ¨¦¥© áâப¥ ¥®à¥¬
ψ σ.
in , n
τ=
1 ... σ1 . . .
n . σn
à ¢¥ ç¨á«ã ¨¢¥àᨩ ¢ ¢¥à奩 áâப¥
σ,
§ ª
τ
{
áâ ¥âáï ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ⥮६®© 2.20.
® ¯à¥¤«®¦¥¨î 2.15 ¨¬¥¥¬
(i, j) =
1 i
−1 2 ... 1 2 ... (1, 2) . j ... i j ...
«¥¤®¢ ⥫ì®, ¯® ⥮६¥ 2.20 ¨ á«¥¤á⢨î 2.21 § ª¨ á।á⢥ ï ¯à®¢¥àª ¯®ª §ë¢ ¥â, çâ® «¥¤á⢨¥
(i, j)
¨ (1,2) ᮢ¯ ¤ îâ.
¥¯®-
(−1)(1,2) = −1.
2.24.
᫨ ¯®¤áâ ®¢ª à §«®¦¥ ¢ ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥
(−1)s .
ç áâ®áâ¨, § ª 横« ¤«¨ë
®ª § ⥫ìá⢮. ¯à¥¤¥«¥¨¥
2.26.
k
à ¢¥
s âà ᯮ§¨æ¨©, (−1)k−1 .
â®
㦮 ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ⥮६®© 2.17.
2.25. ¥à¥áâ ®¢ª ç¥â , ¥á«¨ ® ¨¬¥¥â § ª 1, ¢ ¯à®â¨¢®¬ á«ãç ¥
® ¥ç¥â . ¥à¥§ ¥®à¥¬
£¤¥
2.23. ª âà ᯮ§¨æ¨¨ à ¢¥ -1.
®ª § ⥫ìá⢮.
¥¥ § ª à ¢¥
ψτ ,
An
®¡®§ ç ¥âáï ¬®¦¥á⢮ ¢á¥å ç¥âëå ¯¥à¥áâ ®¢®ª ¨§
|Sn | = n!,
®ª § ⥫ìá⢮.
|An | =
â®¡à ¦¥¨¥
n! . 2 σ 7→ σ(1, 2)
¯¥à¥¢®¤¨â
An
¢
Sn \ An
Sn .
¨ ®¡®à®â.
3
¯à¥¤¥«¨â¥«¨, ®¡à â ï ¬ âà¨æ
1. ¯à¥¤¥«¨â¥«¨
3.1. ãáâì § ¤ ª¢ ¤à â ï ¬ âà¨æ
¯à¥¤¥«¥¨¥
a11 · · · a1n A = . . . . . . . . . . . . . . an1 · · · ann ¯à¥¤¥«¨â¥«¥¬
det A = |A|
(13)
§ë¢ ¥âáï ç¨á«®
det A =
X
(−1)σ a1,σ1 · · · an,σn .
(14)
σ∈Sn
3.2. ãáâì
¥®à¥¬
A
{ ¢¥àå¥âà¥ã£®«ì ï ¬ âà¨æ . ®£¤
det A = a11 · · · ann . ®ª § ⥫ìá⢮.
®¯à¥¤¥«¨â¥«¥
¬ âà¨æ¥
A
í«¥¬¥â
aij = 0,
¥á«¨
i > j.
ª¨¬ ®¡à §®¬, ¥á«¨ ¢
¯à®¨§¢¥¤¥¨¥
det A
X
(−1)σ a1,σ1 · · · an,σn
σ∈Sn
®â«¨ç® ®â ã«ï, â® à §«¨çë, ¯®«ãç ¥¬ ¥®à¥¬
1 ≤ σ1, 2 ≤ σ2, . . . , n ≤ σn. ç¨âë¢ ï, n = σn, σ(n − 1) = n − 1, . . . , σ1 = 1.
çâ® ¨¤¥ªáë
3.3 (à®á⥩訥 ᢮©á⢠®¯à¥¤¥«¨â¥«ï) .
᫨ ®¤ ¨§ áâப
«¨¥©® ª®¬¡¨ 樥© ¤¢ãå áâப, â®
det A
A
σ1, . . . , σn ï¥âáï
ï¥âáï «¨¥©®© ª®¬¡¨ 樥© ®¯à¥¤¥«¨â¥-
«¥© ᮮ⢥âáâ¢ãîé¨å ¬ âà¨æ. ®ª § ⥫ìá⢮.
¥.
asj = αa0sj + βa00sj det A =
X
ãáâì
¤«ï ¢á¥å
s- ï áâப ï¥âáï j = 1, . . . , n. ®£¤
㪠§ ®© «¨¥©®© ª®¬¡¨ 樥©, â.
(−1)σ a1,σ1 · · · as−1,σ(s−1) (αa0s,σs + βa00s,σs )as+1,σ(s+1) · · · an,σn =
σ∈Sn
α
X
(−1)σ) a1,σ1 · · · as−1,σ(s−1) a0s,σs as+1,σ(s+1) · · · an,σn +
σ∈Sn
β
X
(−1)σ a1,σ1 · · · as−1,σ(s−1) a00s,σs as+1,σ(s+1) · · · an,σn .
σ∈Sn
«¥¤á⢨¥
3.4. à¨ í«¥¬¥â àëå ¯à¥®¡à §®¢ ¨ïå áâப ⨯
¤¥«¨â¥«ì ¬ âà¨æë 㬮¦ ¥âáï 㪠§ ®¥ ç¨á«®. ¥®à¥¬
3.5.
᫨ ¢
A
¤¢¥ áâப¨ à ¢ë, â® 15
det A = 0.
♥
¨§ £« ¢ë 1 ®¯à¥-
16
3.
,
®ª § ⥫ìá⢮.
i < j.
ãáâì ¢
A i- ï
¨
j - ï
áâப¨ à ¢ë, â. ¥.
aik = ajk
¤«ï ¢á¥å
k,
£¤¥
(14) ¢å®¤¨â ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥
a1,σ1 · · · ai,σi · · · aj,σj · · · an,σn á® § ª®¬
σ
(−1)
(15)
. ¬¥â¨¬, çâ® ¢ (14) ¢å®¤¨â â ª¦¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥
a1,σ1 · · · ai,σj · · · aj,σi · · · an,σn á® § ª®¬
σ(i,j)
(−1)
σ
= −(−1)
(16)
¢ ᨫã ⥮६¬ 2.20 ¨ 2.23. ® ãá«®¢¨î ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï (15),
(16) à ¢ë. ¥®à¥¬
3.6. à¨ í«¥¬¥â àëå ¯à¥®¡à §®¢ ¨ïå
♦ ¨§ £« ¢ë 1 ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¥ ¬¥-
ï¥âáï. ®ª § ⥫ìá⢮.
®á«¥ ¯à¥®¡à ¢§®¢ ¨ï
뤥«¨¬ ¢ ¬ âà¨æ¥
A áâப¨ Ai ··· Ai A= · · · . Aj ···
♦
¨
Aj
á ®¬¥à ¬¨
i < j,
¨§ £« ¢ë 1 ¯®«ãç ¥¬ ¬ âà¨æã
··· Ai + λAj ··· . Aj ···
¥ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¯® ⥮६¥ 3.3 ¨ ⥮६¥ 3.5 à ¢¥
· · · · · · ··· Ai + λAj , Ai Aj ··· = · · · + λ · · · = det A. Aj Aj Aj · · · ··· ··· «¥¤á⢨¥
3.7.
᫨ ¢ ¬ âà¨æ¥ ¯¥à¥áâ ¢¨âì ¤¢¥ áâப¨, â® ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¨§¬¥-
¨â § ª. ®ª § ⥫ìá⢮.
áâப¨ à ¢ë á㬬¥
áᬮâਬ ¢á¯®¬®£ ⥫ìãî ¬ âà¨æã
Ai + Aj i-®©
¨
j -®©
B,
áâப ¨á室®© ¬ âà¨æë
¢ ª®â®à®©
i- ï
¨
j - ï
A,
··· Ai + Aj B= ··· . Ai + Aj ··· ®£¤ ¯® ⥮६¥ 3.3
det B = · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · Ai + Aj Ai Aj Ai Ai Aj Aj Ai Aj · · · = · · · + · · · = · · · + · · · + · · · + · · · = · · · + · · · Ai + Aj Ai + Aj Ai + Aj Ai Aj Ai Aj Aj Ai · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
1.
17
âáî¤ ¢ë⥪ ¥â ã⢥ত¥¨¥. ¥®à¥¬
3.8.
det A = det(t A).
®ª § ⥫ìá⢮.
® ¢å®¤¨â ¢
det(t A)
(14) ¢å®¤¨â ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ (15) á® § ª®¬
(−1)ç¥â®áâì
(i1 ,... ,in )
.
(−1)ç¥â®áâì
(j1 ,... ,jn )
.
á® § ª®¬
㦮 ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï á«¥¤á⢨¥¬ 2.21. «¥¤á⢨¥ ¥®à¥¬
3.9. ᥠ᢮©á⢠áâப ¢
det A
á¯à ¢¥¤«¨¢ë ¨ ¤«ï á⮫¡æ®¢.
3.10 (¯à¥¤¥«¨â¥«ì á 㣫®¬ ã«¥©) . ãáâì
A ∈ Mat(n),
C ∈ Mat(n × m),
C ∈ Mat(m).
®£¤
®ª § ⥫ìá⢮.
A
A C 0 B
= det A det B.
ਢ¥¤¥¬ ¬ âà¨æë
a11 a12 . . . a1,n−1 a1n 0 a22 . . . a2,n−1 a2,n . .. .. .. . 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 ... 0 ann
A
¨
,
B
(17)
ª áâ㯥ç ⮬㠢¨¤ã.
B
b11 b12 . . . b1,m−1 b1m 0 b22 . . . b2,m−1 b2,m . .. . 0 ... ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 ... 0 bmm
.
®£¤ ¯® ⥮६ ¬ 3.6, 3.2 ¨ á«¥¤á⢨î 3.4
det A = λa11 · · · ann , £¤¥
λ, µ
det B = µb11 · · · bmm ,
¢®§¨ª îâ ¨§-§ ¯à¨¬¥¥¨ï ¯à¥®¡à §®¢ ¨© ⨯
♥.
¥ ¦¥ ¯à¥®¡à §®¢ ¨ï, ¯à¨-
¬¥¥ë¥ ª ¬ âà¨æ¥ (17), ¯à¨¢®¤ïâ ¥¥ ª ¢¥àå¥âà¥ã£®«ì®¬ã ¢¨¤ã á í«¥¬¥â ¬¨
a11 , . . . , ann , b11 , . . . , bmm ¯® £« ¢®© ¤¨ £® «¨. ਠí⮬ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¬ âà¨æë (17) à ¢¥
λµa11 · · · ann b11 · · · bmm = det A det B.
«¥¤á⢨¥
3.11. ¯à¥¤¥«¨â¥«ì
1 1 ... 1 x1 x2 ... xn Y 2 2 x2 ... x2n = W (x1 , . . . , xn ) = x1 (xj − xi ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1≤i<j≤n n−1 x xn−1 . . . xn−1 n 1 2
18
3.
,
n−1 ã⢥ত¥¨¥ ¢¥à®. ®£¤ x1 . ®«ãç ¥¬ 1 1 ... 1 0 x − x . . . x − x1 2 1 n 2 2 x2 − x2 x1 ... xn − xn x1 = W (x1 , . . . , xn ) = 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 xn−1 − xn−2 x1 . . . xn−1 − xn−2 x1 n n 2 2 x2 − x1 ... xn − x1 2 x22 − x2 x1 ... xn − xn x1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = n−1 x − xn−2 x1 . . . xn−1 − xnn−2 x1 n 2 2 1 1 ... 1 x2 x3 ... xn 2 2 ... x2n = x3 (x2 − x1 ) · · · (xn − x1 ) x2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . n−2 x xn−2 . . . xn−2 n 2 3 Q Q (x2 − x1 ) · · · (xn − x1 )W (x2 , . . . , xn ) = 2≤i<j≤n (xj − xi ) = 1≤i<j≤n (xj − xi ).
®ª § ⥫ìá⢮.
«ãç ©
n = 2 ®ç¥¢¨¤¥.
ãáâì ¤«ï
¢ëç⥬ ¨§ ª ¦¤®© áâப¨, ç¨ ï ᨧã, ¯à¥¤ë¤ãéãî, 㬮¦¥ãî
¥®à¥¬
3.12. ãáâì
®ª § ⥫ìá⢮.
A, B ∈ Mat(n).
®£¤
det(AB) = det A det B .
áᬮâਬ ¢á¯®¬®£ ⥫ìãî ¬ âà¨æã
A −E
0 . B
(18)
à ᯮ¨àãï ¬ âà¨æã (18) ¯®«ãç ¥¬ ®¢ãî ¬ âà¨æã
t A −E t 0 B
á ⥬ ¦¥ ®¯à¥¤¥«¨â¥«¥¬, à ¢ë¬
det A det B . ¯® ⥮६¥ ⥮६¥ 3.10. ¤à㣮© áâ®à®ë, j > n «¨¥©ãî ª®¬¡¨ æ¨î ¯¥à¢ëå n á⮫¡æ®¢ á ᮮ⢥âá⢥®, b1j , b2j , · · · , bnj , ¯®«ãç ¥¬, çâ® ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì (18) à ¢¥
¯à¨¡ ¢«ïï ¢ ª ¦¤®¬ã á⮫¡æã á ®¬¥à®¬ ª®íää¨æ¨¥â ¬¨,
®¯à¥¤¥«¨â¥«î ¬ âà¨æë
ª®â®àë© á ¯®¬®éìî
n
A −E
¯¥à¥áâ ®¢®ª á⮫¡æ®¢ ᢮¤¨âáï ª ®¯à¥¤¥«¨â¥«î
AB n (−1) 0 ¯à¥¤¥«¥¨¥
n − 1,
«£¥¡à ¨ç¥áª¨¬ ¤®¯®«¥¨¥¬ ¥®à¥¬
(13) ¨ «î¡®£®
A = det(Ab)(−1)2n = det(AB). −E
3.13. ¨®à®¬
â¥«ì ¬ âà¨æë à §¬¥à
AB , 0
Mij , 1 ≤ i, j ≤ n,
¬ âà¨æë (13) §ë¢ ¥âáï ®¯à¥¤¥«¨-
¯®«ãç î饩áï ¢ëç¥àª¨¢ ¨¥¬
Aij
§ë¢ ¥âáï
i-®©
áâப¨ ¨
j -£®
á⮫¡æ .
(−1)i+j Mij .
3.14 ( §«®¦¥¨¥ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ï ¯® áâப¥ (á⮫¡æã)) . «ï ¬ âà¨æë
i = 1, . . . , n
¨¬¥¥¬
det A = ai1 Ai1 + · · · + ain Ain .
A
¨§
2. .
®ª § ⥫ìá⢮.
19
¬¥¥¬
(ai1 , . . . , ain ) =
n X
(0, . . . , 0, aij , 0, . . . , 0)
j=1
®í⮬㠢 ᨫã ⥮६ë 3.3 ¬®¦® áç¨â âì, çâ®
i- ï
áâப ¨¬¥¥â ¢¨¤
(0, . . . , 0, aij , 0, . . . , 0) ¥à¥áâ ¢«ïï íâã áâப㠯¥à¢®© ¬¥áâ® á® ¢á¥¬¨ ¯à¥¤ë¤ã騬¨ ¬ë 㬮¦¨¬ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¬ âà¨æë
j−1
(−1)
à ¢ë¬
(−1)i−1 .
⥬ ¯¥à¥áâ ¢«ïï á⮫¡æë ¬ë 㬮¦¨¬ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¬ âà¨æë
. â ª, ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¬ âà¨æë 㬮¦¨âáï
(−1)i+j
¨ ¯® ⥮६¥ 3.10 ® áâ ¥â
aij Mij . 3.15 ( «ì訢®¥ à §«®¦¥¨¥) .
᫨
«¥¤á⢨¥
i 6= j ,
â®
ai1 Aj1 + · · · + ain Ajn = 0. ®ª § ⥫ìá⢮.
«ãç î饩áï ¨§
A
j -®©
áâப¨ i-ãî.
3.16. ãáâì § ¤ ª¢ ¤à â ï ¬ âà¨æ
¡®§ 票¥
Aˆ Mat(n) Aji .
®á¯®«ì§®¢ âìáï ⥮६®© 3.5 ¤«ï ¢á¯®¬®£ ⥫쮩 ¬ âà¨æë, ¯®-
§ ¬¥®©
®¡®§ 稬 ¬ âà¨æã, ¢ ª®â®à®© ¬¥áâ¥
¥®à¥¬
3.17.
᫨
®ª § ⥫ìá⢮.
A ∈ Mat(n),
¬¥áâ¥
â®
(i, j)
¢
(i, j)
A = (aij ) ∈ Mat(n).
¥à¥§
á⮨⠫£¥¡à ¨ç¥áª®¥ ¤®¯®«¥¨¥
ˆ = |A|En . AAˆ = AA
AAˆ
á⮨â
ai1 Aj1 + · · · + ain Ajn = 0. áâ ¥âáï ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ⥮६®© 3.14 ¨ á«¥¤á⢨¥¬ 3.15. ¥®à¥¬
3.18. ãáâì
(1) ¬ âà¨æ
¬ âà¨æ¥ (2)
A ∈ Mat(n).
A í«¥¬¥â à묨 En ;
«¥¤ãî騥 ãá«®¢¨ï íª¢¨¢ «¥âë:
¯à¥®¡à §®¢ ¨ï¬¨ áâப ¯à¨¢®¤¨âáï ª ¥¤¨¨ç®©
|A| = 6 0.
®ª § ⥫ìá⢮.
¥â¨¬, çâ® ¥á«¨ ¬ âà¨æ
à §®¢ ¨ï¬¨ áâப ª áâ㯥ç ⮩ ¬ âà¨æ¥
B,
A
¯à¨¢®¤¨âáï í«¥¬¥â à묨 ¯à¥®¡-
â® ®¯à¥¤¥«¨â¥«¨
|A|, |B|
®â«¨ç îâáï
¥ã«¥¢®© ¬®¦¨â¥«ì. ãáâì ¢ë¯®«¥® ¯¥à¢®¥ ãá«®¢¨¥. ®£¤
|A|
¯®«ãç ¥âáï ¨§ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ï ¥¤¨¨ç®©
¬ âà¨æë, à ¢®£® 1, 㬮¦¥¨¥¬ ¥ã«¥¢®© ç¨á«®. ®í⮬㠢â®à®¥ ãá«®¢¨¥ ¢ë¯®«¥®. ¡à â®, ¯ãáâì ¢ë¯®«¥® ¢â®à®¥ ãá«®¢¨¥. ®£¤ ¬ âà¨æ ª¢ ¤à ⮩ ¬ âà¨æ¥
B,
A ¯à¨¢®¤¨âáï ª áâ㯥ç ⮩ B = E.
®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ª®â®à®© ®â«¨ç¥ ®â ã«ï. ®í⮬ã
2. ¡à â ï ¬ âà¨æ . âà¨çë¥ ãà ¢¥¨ï ¯à¥¤¥«¥¨¥
ª
A,
¥á«¨
−1
AA
Di (β
−1
=A
।«®¦¥¨¥
−1
3.19. ãáâì
âà¨æ
A−1 ∈ Mat(n)
§ë¢ ¥âáï ®¡à ⮩
A = En .
3.20.
᫨
i 6= j , β 6= 0,
â®
(E + αEij )−1 = E − λEij , Di (β)−1 =
).
®ª § ⥫ìá⢮. ।«®¦¥¨¥
㦮 ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ¯à¥¤«®¦¥¨¥¬ 1.27.
3.21.
᫨
®ª § ⥫ìá⢮.
®âªã¤
A ∈ Mat(n).
A−1
áãé¥áâ¢ã¥â, â® ® ¥¤¨á⢥ .
ãáâì § ¤ ë ¤¢¥ ®¡à âë¥
B = B(AC) = (BA)C = .
B, C
ª
A.
®£¤
AC = E = BA,
20
3.
,
3.22. ãáâì
¥®à¥¬
⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
A ∈ Mat(n). det A 6= 0.
®ª § ⥫ìá⢮.
६ë 3.12 ¯®«ãç ¥¬ ¡à â®, ¯ãáâì
® ⥮६¥ 3.17
A−1
A−1
áãé¥áâ¢ã¥â ⮣¤ ¨
áãé¥áâ¢ã¥â. ᨫ㠮¯à¥¤¥«¥¨ï 3.19 ¨ ⥮-
−1
1 = det A det(A ). ®í⮬ã det A 6= 0. det A 6= 0. áᬮâਬ ¬ âà¨æã Aji 1 ˆ B= A = (bij ), £¤¥ bij = . |A| det A
BA = AB = E ,
â. ¥.
(19)
B = A−1 .
3.23 (¥®à¥¬ à ¬¥à ) . ¢ ¤à â ï á¨á⥬ «¨¥©ëå ãà ¢¥¨©
¥®à¥¬
b
ãáâì ¬ âà¨æ
¡à â ï ¬ âà¨æ
á ¬ âà¨æ¥©
A
®¯à¥¤¥«¥ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
det A 6= 0.
᫨
AX = det A 6= 0, â®
à¥è¥¨¥ 室¨âáï ¯® ä®à¬ã«¥
det A0i , det A A § ¬¥®© i-£® á⮫¡æ
(20)
xi =
£¤¥ ¬ âà¨æ
A0i
¯®«ãç ¥âáï ¨§
®ª § ⥫ìá⢮.
b.
᫨ á¨á⥬
í⮬ á«ãç ¥ áâ㯥ç âë© ¢¨¤
AX = b ®¯à¥¤¥«¥ , â® ¢á¥ ¥¥ ¥¨§¢¥áâë¥ £« ¢ë¥. A ï¥âáï ¥¤¨¨ç®© ¬ âà¨æ¥©. ®í⮬ã det A 6= 0 ¢ ᨫã
⥮६¥ 3.18. ¡à â®, ¯ãáâì
det A 6= 0.
® ⥮६¥ 3.18 áâ㯥ç âë© ¢¨¤ ¬ âà¨æë
A
ï¥âáï
¥¤¨¨ç®© ¬ âà¨æ¥©. ®í⮬ã á¨á⥬ ®¯à¥¤¥«¥ .
det A 6= 0. ® ⥮६¥ 3.22 áãé¥áâ¢ã¥â A−1 . ¬®¦¨¬ ãà ¢¥¨¥ A−1 ¨ ¯®«ãX = A−1 b. ®¤áâ ¢«ïï (19) ¨ ¯®«ì§ãïáì à §«®¦¥¨¥¬ A0i ¯® i-¬ã á⮫¡æã, § ¢¥àè ¥¬
ãáâì 稬
¤®ª § ⥫ìá⢮.
A−1 . ª ¦¥¬ ¤à㣮© ᯮᮡ ¢ëç¨á«¥¨ï A . «ï í⮣® 㦮 à¥è¨âì ¬ âà¨ç®¥ ãà ¢¥¨¥ AX = En . áᬮâਬ ¡®«¥¥ ®¡é¨© á«ãç © ¬ âà¨ç®£® ãà ¢¥¨ï AX = B , £¤¥ A ∈ Mat(n), det A 6= 0, ¨ X, B ∈ Mat(n × m). ®à¬ã« (19) ¯®§¢®«ï¥â ¢ëç¨á«ïâì í«¥¬¥âë
−1
¥®à¥¬
3.24. ®áâ ¢¨¬ à áè¨à¥ãî ¬ âà¨æã
묨 ¯à¥®¡à §®¢ ¨ï¬¨ ª áâ㯥ç ⮬㠢¨¤ã ®ª § ⥫ìá⢮.
(E|C).
¨ ¯à¨¢¥¤¥¬ ¥¥ í«¥¬¥â à-
(A|B) ®£¤
C = X.
® ⥮६ ¬ 1.29, 1.32 ¬ë 㬮¦ ¥¬ ãà ¢¥¨¥
AX = B ¥Z1 · · · Zk . ¥¬ á ¬ë¬ ãá«®¢¨î Z1 · · · Zk A = E .
ª®â®àë¥ í«¥¬¥â àë¥ ®¡à â¨¬ë¥ ¬ âà¨æë (á¬. ¯à¥¤«®¦¥¨¥ 3.20)
Z1 · · · Zk AX = Z1 · · · Zk B , X = Z1 · · · Zk B = C .
¬ë ¯à¨å®¤¨¬ ª ãà ¢¥¨î âáî¤
¯à¨ç¥¬ ¯®
¬¥â¨¬, çâ® ¢ ãá«®¢¨¨ ⥮६ë 3.24 à¥è¥¨¥ ãà ¢¥¨ï ª ª ®® ¨¬¥¥â ¢¨¤
X = A−1 B .
AX = B
¥¤¨á⢥®, â ª
4
¨¥©ë¥ ¯à®áâà á⢠. £ ¬ âà¨æë ¨ ¥£® ¯à¨«®¦¥¨ï
1. ¨¥©ë¥ ¯à®áâà á⢠¯à¥¤¥«¥¨¥
4.1. ®¦¥á⢮
¯à®áâà á⢮¬ , ¥á«¨ ¢
V
V
§ë¢ ¥âáï «¨¥©ë¬ (¢¥ªâ®àë¬)
®¯à¥¤¥«¥ ®¯¥à æ¨ï á«®¦¥¨ï
¥¬ëå ¢¥ªâ®à ¬¨ , ¨ ®¯¥à æ¨ï
αx
㬮¦¥¨ï ¢¥ªâ®à
x+y
í«¥¬¥â®¢ ¨§
ç¨á«®
x
V,
§ë¢ -
ਠí⮬ ¢ë¯®«¥ë
α
á«¥¤ãî騥 ªá¨®¬ë:
(x + y) + z = x + (y + z) ¤«ï ¢á¥å x, y, z ∈ V ; x + y = y + x ¤«ï ¢á¥å x, y ∈ V ; áãé¥áâ¢ã¥â â ª®© í«¥¬¥â 0 ∈ V , §ë¢ ¥¬ë© ã«¥¬ , çâ® x + 0 = x ¤«ï ¢á¥å x ∈ V ; ¤«ï «î¡®£® x ∈ V áãé¥áâ¢ã¥â â ª®© í«¥¬¥â −x ∈ V , §ë¢ ¥¬ë© ¯à®â¨¢®¯®«®¦ë¬ ª x, çâ® x + (−x) = 0; ¥á«¨ α, β { ç¨á« ¨ x ∈ V , â® (αβ)x = α(βx); ¥á«¨ α, β { ç¨á« ¨ x ∈ V , â® (α + β)x = αx + βx; ¥á«¨ α { ç¨á«® ¨ x, y ∈ V , â® α(x + y) = αx + αy ; ¥á«¨ x ∈ V , â® 1x = x.
(1) á«®¦¥¨¥ áá®æ¨ ⨢®, â. ¥.
(2) á«®¦¥¨¥ ª®¬¬ãâ ⨢®, â. ¥. (3) (4) (5) (6) (7) (8)
ਬ¥àë
¯«®áª®áâ¨
R2 ,
4.2. ਬ¥à ¬¨ ¢¥ªâ®àëå ¯à®áâà á⢠ïîâáï ¯à®áâà áâ¢
R3 ,
¢á¥ äãªæ¨¨ ®â१ª¥
[a, b]
Mat(n × m),
¢¥ªâ®àë
¨ â. ¤.
4.3. ¯à ¢¥¤«¨¢ë á«¥¤ãî騥 ã⢥ত¥¨ï:
।«®¦¥¨¥
(1) ã«¥¢®© í«¥¬¥â ¥¤¨á⢥; (2) ¯à®â¨¢®¯®«®¦ë© í«¥¬¥â ®¯à¥¤¥«¥ ®¤®§ ç®; (3) (4)
0x = α0 = 0; (−1)x = −x.
®ª § ⥫ìá⢮.
஢¥à¨¬ âà¥âì¥ ã⢥ত¥¨¥. ¬¥¥¬
0x = (0 + 0)x = 0x + 0x.
âáî¤
0 = 0x + (−0x) = (0x + 0x) + (−0x) = 0x + (0x + (−0x)) = 0x + 0 = 0x.
«¥¤á⢨¥
4.4.
¯à¥¤¥«¥¨¥
(α − β)x = αx − βx, α(x − y) = αx − αy.
4.5. ¨á⥬ ¢¥ªâ®à®¢
x1 , . . . , xn
«¨¥©®£® ¯à®áâà á⢠«¨¥©® § -
¢¨á¨¬ , ¥á«¨ áãé¥áâ¢ã¥â â ª®© ¥ã«¥¢®© ¡®à ç¨á¥«
α1 , . . . , αn
(â. ¥. ¥ ¢á¥ í⨠ç¨á«
à ¢ë ã«î), çâ®
α1 x1 + · · · + αn xn = 0. ¨á⥬ ¢¥ªâ®à®¢ ç¨á¥«
α1 , . . . , αn
x1 , . . . , xn «¨¥©®£® ¯à®áâà áâ¢
(21)
«¨¥©® ¥§ ¢¨á¨¬ , ¥á«¨ ¤«ï «î¡ëå
¨§ (21) ¢ë⥪ ¥â, çâ®
α1 = · · · = αn = 0. ¬¥ç ¨¥
4.6. î¡ ï ª®¥ç ï á¨á⥬ ¢¥ªâ®à®¢ «¨¥©®£® ¯à®áâà á⢠«¨¡® «¨-
¥©® ¥§ ¢¨á¨¬ , «¨¡® «¨¥©® § ¢¨á¨¬ . 21
22
4.
.
¯à¥¤¥«¥¨¥
x ï¥âáï «¨¥©® α1 , . . . , αn , çâ®
4.7. ¥ªâ®à
áãé¥áâ¢ã¥â â ª®© ¡®à ç¨á¥«
ª®¬¡¨ 樥© ¢¥ªâ®à®¢
x1 , . . . , xn
¥á«¨
x = α1 x1 + · · · + αn xn . ¨¥©®© ®¡®«®çª®©
hx1 , . . . , xn i
á¨áâ¥¬ë ¢¥ªâ®à®¢
x1 , . . . , xn
§ë¢ ¥âáï ¬®¦¥á⢮ ¢á¥å
«¨¥©ëå ª®¬¡¨ 権 í⮩ á¨áâ¥¬ë ¢¥ªâ®à®¢. ।«®¦¥¨¥
¢¨á¨¬ .
4.8.
᫨ ¢ á¨á⥬¥ ¢¥ªâ®à®¢ ¥áâì ã«¥¢®© ¢¥ªâ®à, â® á¨á⥬ § -
᫨ ¯®¤á¨á⥬ ¢ á¨á⥬¥ «¨¥©® § ¢¨á¨¬ , â® ¨ ¢áï á¨á⥬ § ¢¨á¨¬ .
¨á⥬ § ¢¨á¨¬ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ ®¤¨ ¨§ ¥¥ ¢¥ªâ®à®¢ ï¥âáï «¨¥©® ª®¬¡¨ 樥© ®áâ «ìëå. ¥®à¥¬
4.9 (à¨â¥à¨© à ¢¥á⢠®¯à¥¤¥«¨â¥«ï ã«î) . ¯à¥¤¥«¨â¥«ì
ª¢ ¤à ⮩ ¬ âà¨æë
A
à ¢¥ ã«î ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ ¥¥ áâப¨ (á⮫¡æë)
«¨¥©® § ¢¨á¨¬ë. ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì áâப¨
A
§ ¢¨á¨¬ë, ¨, ¯à¨¬¥à, ¯®á«¥¤ïï áâப
A
ï¢-
«ï¥âáï «¨¥©®© ª®¬¡¨ 樥© ¯à¥¤ë¤ãé¨å. ëç⥬ ¨§ ¯®á«¥¤¥© áâப¨ íâã «¨¥©ãî ª®¬¡¨ æ¨î. ®£¤ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì ¥ ¬¥ï¥âáï, ®, á ¤à㣮© áâ®à®ë, ® à ¢¥ 0. ¡à â®, ¯ãáâì à¨æ¥©
t
A
det A = det t A = 0.
¨á⥬ «¨¥©ëå ®¤®à®¤ëå ãà ¢¥¨© á ¬ â-
ᮢ¬¥áâ ¨ ¥ ¨¬¥¥â ¥¤¨á⢥®£® à¥è¥¨ï ¯® ⥮६¥ à ¬¥à 3.23. ãáâì
Λ=
λ1 . . .
λn
{ ¥ã«¥¢®¥ à¥è¥¨¥ í⮩ á¨á⥬ë, â. ª®íää¨æ¨¥â ¬¨ ¥®à¥¬
¥.
ΛA = 0.
A
á
4.10 (ᮢ ï «¥¬¬ ® «¨¥©®© § ¢¨á¨¬®áâ¨) . ãáâì ¤ ë ¤¢¥ á¨á⥬ë
¢¥ªâ®à®¢ â®
â® ¤ ¥â § ¢¨á¨¬®áâì áâப
λ 1 , . . . , λn .
a1 , . . . , an ¨ b1 , . . . , bm , ¯à¨ç¥¬ ª ¦¤ë© á¨á⥬ a1 , . . . , an «¨¥©® § ¢¨á¨¬ . ®ª § ⥫ìá⢮.
¢¥ªâ®à
ai ∈ hb1 , . . . , bm i.
᫨
n > m,
® ãá«®¢¨î
a1 = b1 α11 + · · · + bm αm1 ..................................... an = b1 α1n + · · · + bm αmn
(22)
áᬮâਬ ®¤®à®¤ãî á¨á⥬㠫¨¥©ëå ãà ¢¥¨©
α11 x1 + · · · + a1n xn = 0 .................................... αm1 x1 + · · · + amn xn = 0
® ¯à¥¤«®¦¥¨î 1.13 á¨á⥬ (23) ¨¬¥¥â ¥ã«¥¢®¥ à¥è¥¨¥
(23)
c1 , . . . , cn .
§ (22) ¨ (23)
á«¥¤ã¥â, çâ®
c1 a1 + · · · + cn an = 0. «¥¤á⢨¥
ª ¦¤ë© ¢¥ªâ®à «¥¤á⢨¥
4.11. ãáâì ¤ ë ¤¢¥ á¨áâ¥¬ë ¢¥ªâ®à®¢
ai ∈ hb1 , . . . , bm i.
᫨ á¨á⥬
a1 , . . . , an
¨
b1 , . . . , bm ,
¯à¨ç¥¬ ª ¦¤ë© ¢¥ªâ®à
ha1 , . . . , an i = hb1 , . . . , bm i. n = m.
¨ b1 , . . .
¥§ ¢¨á¨¬ , â®
4.12. ãáâì ¤ ë ¤¢¥ ¥§ ¢¨á¨¬ë¥ á¨áâ¥¬ë ¢¥ªâ®à®¢
a1 , . . . , an
®£¤
a1 , . . . , an
, bm , ¯à¨ç¥¬ n ≤ m.
1.
23
4.13. ¨á⥬ ¢¥ªâ®à®¢
a1 , . . . , an ¢ «¨¥©®¬ ¯à®áâà á⢥ L §ë¢ L, ¥á«¨ (1) á¨á⥬ a1 , . . . , an ¥§ ¢¨á¨¬ ; (2) L = ha1 , . . . , an i. §¬¥à®áâìî dim V ¯à®áâà á⢠V §ë¢ ¥âáï ç¨á«® ¢¥ªâ®à®¢ ¢ ¡ §¨á¥ V . ¥ªâ®à®¥ ¯à¥¤¥«¥¨¥
¥âáï ¡ §¨á®¬ (¡ §®©)
¯à®áâà á⢮ ª®¥ç®¬¥à®, ¥á«¨ ¥£® à §¬¥à®áâì ª®¥ç . ¬¥ç ¨¥
4.14. ᨫã á«¥¤á⢨ï 4.12 ç¨á«® ¢¥ªâ®à®¢ ¢ «î¡®¬ ¡ §¨á¥ ¯®áâ®ï®, ¨
¯®í⮬ã à §¬¥à®áâì ¯à®áâà á⢠®¯à¥¤¥«¥ ®¤®§ ç®. ¯à ¦¥¨¥
4.15. ®ª § âì, çâ® ¬ âà¨çë¥ ¥¤¨¨æë
Eij
®¡à §ãîâ ¡ §¨á
Mat(n ×
m). ¥®à¥¬
4.16. î¡ãî ¥§ ¢¨á¨¬ãî á¨á⥬㠢¥ªâ®à®¢ ª®¥ç®¬¥à®£®
¯à®áâà á⢠¬®¦® ¤®¯®«¨âì ¤® ¡ §¨á . ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
e = (e1 , . . . , en ) { ¡ §¨á ¢¥ªâ®à®£® ¯à®áâà á⢠V , ।a1 , . . . , ak «¨¥©® ¥§ ¢¨á¨¬ . áᬮâਬ á¨á⥬ ¢¥ª§ ¢¨á¨¬ , â® e1 ∈ ha1 , . . . , an i. í⮬ á«ãç ¥ ¯¥à¥å®¤¨¬ ª
¯®«®¦¨¬, çâ® á¨á⥬ ¢¥ªâ®à®¢ â®à®¢
a1 , . . . , ak , e1 .
᫨ ®
à áᬮâà¥¨î ¢¥ªâ®à â®à®¢
a1 , . . . , ak , e1 ,
e2 .
᫨ ¦¥ íâ á¨á⥬ ¥§ ¢¨á¨¬ , à áᬠâਢ ¥¬ á¨á⥬㠢¥ª-
¨ â. ¤. १ã«ìâ ⥠¯®«ãç ¥¬ â ªãî ¥§ ¢¨á¨¬ãî á¨á⥬㠢¥ªâ®à®¢
a1 , . . . , an , ei1 , . . . , eis , «¨¥© ï ®¡®«®çª
L
ª®â®à®© ᮤ¥à¦¨â ¡ §¨á
âáî¤
e.
L = V,
¨ ¯®áâ஥ ï á¨á⥬
ï¥âáï ¡ §¨á®¬. 4.17. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
V.
e = (e1 , . . . , en )
{ ¡ §¨á ¢¥ªâ®à®£® ¯à®áâà áâ¢
V,
¨
x∈
®£¤
x = x1 e1 + · · · + xn en = eX,
x1
X=
. . .
xn
{ à §«®¦¥¨¥ ¢¥ªâ®à ¢¥ªâ®à
x
¢ ¡ §¨á¥
x ¯® ¡ §¨áã e. ¡®à X
§ë¢ ¥âáï á¨á⥬®© (á⮫¡æ®¬) ª®®à¤¨ â
e.
।«®¦¥¨¥
4.18. ¨á⥬ ª®®à¤¨ â ¢¥ªâ®à ¢ ¡ §¨á¥ ®¯à¥¤¥«¥ ®¤®§ ç®.
।¯®«®¦¨¬, çâ® ¢ ¢¥ªâ®à®¬ ¯à®áâà á⢥
e0 = (e01 , . . . , e0n ).
®£¤ ¤«ï «î¡ëå
i, j = 1, . . . , n
L
¢ë¡à ë ¤¢ ¡ §¨á
e = (e1 , . . . , en )
¨
¨¬¥¥¬
ei = e01 c1i + · · · + e0n cni , e0j = e1 c01j + · · · + en c0nj . ¨«¨
£¤¥
4.19. âà¨æ
¯à¥¤¥«¥¨¥
0
(e ª
e = e0 C, e0 = eC 0 , C = (cij ), C 0 = (c0ij ) ∈ Mat(n) C (C
0
(24)
) ¨§ (24) §ë¢ ¥âáï ¬ âà¨æ¥© ¯¥à¥å®¤ ®â
e
ª
e0
e).
§ (24) ¢ë⥪ ¥â, çâ® ®í⮬ã
0
C =C
−1
e = eCC 0 ,
¨ ¯®í⮬ã
. ¡à â®, ¥á«¨ ã ¬ âà¨æë
C
CC 0 = En .
C 0 C = En . e = eC , â® e0 { ¡ §¨á
«®£¨ç®,
¥áâì ®¡à â ï, ¨
0
¯à®áâà á⢠. ®í⮬ã á¯à ¢¥¤«¨¢® ।«®¦¥¨¥
4.20. âà¨æ ¬¨ ¯¥à¥å®¤ ®â ®¤®£® ¡ §¨á ª ¤à㣮¬ã ïîâáï ®¡-
à â¨¬ë¥ ¬ âà¨æë ¨ ⮫쪮 ®¨.
24
4.
.
।«®¦¥¨¥
¢ íâ¨å ¡ §¨á å á⮫¡æë ®â
e
ª
e0 ,
â®
e, e0 { ¤¢ ¡ §¨á ¯à®áâà á⢠L, ¨ ¢¥ªâ®à x ∈ L ¨¬¥¥â ª®®à¤¨ â X, X 0 , ᮮ⢥âá⢥®.
᫨ C { ¬ âà¨æ ¯¥à¥å®¤
4.21. ãáâì
X = CX 0 .
®ª § ⥫ìá⢮.
ᨫ㠮¯à¥¤¥«¥¨ï 4.17 ¨ (24)
x = e0 X 0 = eCX 0 = eX, ®âªã¤ ¢ë⥪ ¥â ã⢥ত¥¨¥ ¢ ᨫ㠥¤¨á⢥®áâ¨ à §«®¦¥¨ï ¯® ¡ §¨áã. ¯à¥¤¥«¥¨¥
4.22. ¥¯ãá⮥ ¯®¤¬®¦¥á⢮
¥âáï ¯®¤¯à®áâà á⢮¬ , ¥á«¨ ¨§ ⮣®, çâ® ¯à ¦¥¨¥ ਬ¥à
4.23.
᫨
L
L ¢ «¨¥©®¬ ¯à®áâà á⢥ V x, y ∈ L á«¥¤ã¥â, çâ® x + y, αx ∈ L.
{ ¯®¤¯à®áâà á⢮ ¢
V,
0 ∈ L.
â®
᫨
x ∈ L,
4.24. áᬮâਬ ®¤®à®¤ãî á¨á⥬㠫¨¥©ëå ãà ¢¥¨©
A ∈ Mat(m × n). á⮫¡æ®¢ Mat(n × 1). à¨æ¥©
¥®à¥¬
᫨
−x ∈ L.
â®
AX = 0
á ¬ â-
®£¤ ¢á¥ ¥¥ à¥è¥¨ï ®¡à §ãîâ ¯®¤¯à®áâà á⢮ ¢ ¯à®áâà á⢥
4.25. ãáâì
dim L ≤ dim V .
§ë¢ -
L { ¯®¤¯à®áâà á⢮ dim L = dim V , â® L = V . e
{ ¡ §¨á
L,
¨
V.
®£¤
e0
{ ¡ §¨á V . ® á«¥¤á⢨î 4.11 ç¨á«® ¢¥ªe (= dim L) ¥ ¯à¥¢®á室¨â ç¨á« ¢¥ªâ®à®¢ ¢ e0 (= dim L).
᫨ dim L = dim V , â®, ¯à¨á®¥¤¨ïï ª e «î¡®© ¢¥ªâ®à ¨§ e0 , ¯®«ãç ¥¬ § ¢¨á¨¬ãî á¨á⥬ã. ®í⮬㠫© ¢¥ªâ®à ¨§ e0 «¥¦¨â ¢ «¨¥©®© ®¡®«®çª¥ e, â. ¥. ¢ L. âáî¤ L=V. ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
ª®¥ç®¬¥à®£® ¯à®áâà áâ¢
â®à®¢ ¢
¯à¥¤¥«¥¨¥
4.26. ãáâì § ¤ ë ¢¥ªâ®àë
x1 , . . . , xk .
£®¬ í⮩ á¨áâ¥¬ë §ë¢ -
¥âáï ¬ ªá¨¬ «ì®¥ ç¨á«® «¨¥©® ¥§ ¢¨á¨¬ëå ¢¥ªâ®à®¢ í⮩ á¨á⥬ë. ¯à ¦¥¨¥
4.27. £ á¨áâ¥¬ë ¢¥ªâ®à®¢
।¯®«®¦¨¬, çâ® § ¤ á¨á⥬ ¢¥ªâ®à®¢ ¡ §¨á®¬
e = (e1 , . . . , en ).
a1 , . . . , ak a1 , . . . , am
à ¢¥
dimha1 , . . . , ak i.
¢ ¢¥ªâ®à®¬ ¯à®áâà á⢥
ãáâì § ¤ ® à §«®¦¥¨¥ ª ¦¤®£® ¢¥ªâ®à
ai
¯® ¡ §¨áã
V
á
e,
ai = e1 a1i + · · · + en ani . ®«®¦¨¬
A = (ars ) Mat(n × m).
®£¤ (25)
(a1 , . . . , am ) = eA. ¯¨è¥¬ «£®à¨â¬ à¥è¥¨ï á«¥¤ãî饩 § ¤ ç¨:
• a1 , . . . , am .
«ï à¥è¥¨ï í⮩ § ¤ ç¨ ¯à¨¢¥¤¥¬ ¬ âà¨æã ¯¥ç ⮬㠢¨¤ã
B.
A
í«¥¬¥â à묨 ¯à¥®¡à §®¢ ¨ï¬¨ ª áâã-
ãáâì, ¯à¨¬¥à,
1 0 0 . . . 0 0 b1,r+1 . . . b1m 0 1 0 . . . 0 0 b2,r+1 . . . b2m B= . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 . . . 0 1 br,r+1 . . . brm
(26)
2.
25
¬¥â¨¬, çâ® á¨áâ¥¬ë ®¤®à®¤ëå ãà ¢¥¨© á ¬ âà¨æ ¬¨
A¨B
íª¢¨¢ «¥âë. ¥è¥¨-
ﬨ íâ¨å á¨á⥬ ïîâáï â ª¨¥ á⮫¡æë
λ1
Λ=
. . .
λn
çâ®
AΛ = BΛ = 0.
,
ᨫã (25) íâ® íª¢¨¢ «¥â® ⮬ã, çâ® (27)
(a1 , . . . , an )Λ = 0. § ¢¨¤
B ¢ë⥪ ¥â, çâ® ¯¥à¢ë¥ r ¢¥ªâ®à®¢ a1 , . . . , ar i = r + 1, . . . , m ¨¬¥¥¬ b1,i .. . br,i 0 .. B . = 0, 0 −1 0 . .. 0 £¤¥ -1 à ᯮ«®¦¥
i-®¬
¥§ ¢¨á¨¬ë. ஬¥ ⮣®, ¤«ï «î¡®£®
(28)
¬¥áâ¥. § (27) ¢ë⥪ ¥â, çâ®
ai = a1 b1,i + · · · + ar br,i . ¥¬ á ¬ë¬ ¯®áâ ¢«¥ ï ¢ëè¥ § ¤ ç à¥è¥ .
⬥⨬, çâ® ¢ ᨫã ã¯à ¦¥¨ï 4.27
¯à¨¢¥¤¥ë© «£®à¨â¬ ¯®§¢®«ï¥â 室¨âì ¡ §¨á «¨¥©®© ®¡®«®çª¨ á¨áâ¥¬ë ¢¥ªâ®à®¢. 2. £ ¬ âà¨æë ¯à¥¤¥«¥¨¥
§ ¢¨á¨¬ëå áâப
4.28. £®¬ ¬ âà¨æë
A.
à §¬¥à®áâì «¨¥©®© ®¡®«®çª¨ áâப ¥®à¥¬
A
§ë¢ ¥âáï ¬ ªá¨¬ «ì®¥ ç¨á«® «¨¥©® ¥-
à㣨¬¨ á«®¢ ¬¨, à £ ¬ âà¨æë { íâ® à £ ¥¥ á¨á⥬ë áâப ¨«¨
A.
4.29. £ ¬ âà¨æë ¥ ¬¥ï¥âáï ¯à¨ í«¥¬¥â àëå ¯à¥®¡à §®¢ ¨ïå
áâப ¨ á⮫¡æ®¢. ®ª § ⥫ìá⢮.
à¨ í«¥¬¥â àëå ¯à¥®¡à §®¢ ¨ïå áâப «¨¥© ï ®¡®«®çª á¨á-
⥬ë áâப ¥ ¬¥ï¥âáï. «¥¤®¢ ⥫ì®, ¥ ¬¥ï¥âáï ¨ ¥¥ à §¬¥à®áâì. ।¯®«®¦¨¬, çâ® ¬ë ᮢ¥àè ¥¬ í«¥¬¥â àë¥ ¯à¥®¡à §®¢ ¨ï á⮫¡æ®¢ ¬ âà¨æë
A. A § ¬¥ï¥âáï ¬ âà¨æã AM , £¤¥ M { ®¡à â¨á®®â®è¥¨¥ ¬¥¦¤ã áâப ¬¨ A c ª®íää¨æ¨¥â ¬¨
® á«¥¤á⢨î 1.30 ¨ ⥮६¥ 1.32 ¬ âà¨æ ¬ ï ¬ âà¨æ .
᫨ ¨¬¥¥âáï «¨¥©®¥
λ 1 , . . . , λn ,
â®
λ1 . . .
λn
A = 0,
®âªã¤
λ1 . . .
λn
¨ ®¡®à®â. âáî¤ á«¥¤ã¥â, çâ® à £¨ á¨á⥬ë áâப ¥®à¥¬
(AM ) = 0, A
¨
AM
ᮢ¯ ¤ îâ.
4.30 (¥®à¥¬ ® à £¥ ¬ âà¨æë) . £ á¨á⥬ë áâப ¬ âà¨æë
ᮢ¯ ¤ ¥â á à £®¬ á¨á⥬ë á⮫¡æ®¢.
26
4.
.
®ª § ⥫ìá⢮.
® ⥮६¥ 4.29 ¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¬ âà¨æ
âë© ¢¨¤, ¯à¨¬¥à, (26). ®£¤ ¢ ¥© ¯¥à¢ë¥
r
B
¨¬¥¥â áâ㯥ç -
áâப ¨ á⮫¡æ®¢ ®¡à §ãîâ ¬ ªá¨¬ «ìë¥
¥§ ¢¨á¨¬ë¥ á¨á⥬ë.
r áâப ¨ á⮫¡æ®¢. ¨å ¯¥à¥r.
¥ ®¯à¥¤¥«¨â¥«ì §ë¢ ¥âáï ¬¨®à®¬ M ¯®à浪 r ¬ âà¨æë A. î¡®© ¬¨®à ¯®à浪 r + 1, ¯®«ãç î騩áï ¯à¨á®¥¤¨¥¨¥¬ ¥é¥ ®¤®© áâப¨ ¨ á⮫¡æ A, §ë¢ ¥âáï ®ª ©¬«ïî騬 ¤«ï M . ¯à¥¤¥«¥¨¥
4.31. ãáâì ¢ ¬ âà¨æ¥
A
¢ë¤¥«¥ë
á¥ç¥¨¨ áâந⠪¢ ¤à â ï ¬ âà¨æ à §¬¥à
¥®à¥¬
4.32 (¥®à¥¬ ®¡ ®ª ©¬«ïî饬 ¬¨®à¥) . £ ¬ âà¨æë à ¢¥ ¯®à浪㠥-
ã«¥¢®£® ¬¨®à , ¢á¥ ®ª ©¬«ïî騥 ª®â®à®£® à ¢ë 0. ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì ¤«ï ¯à®áâ®âë 㪠§ ë© ¬¨®à
¢ ¢¥à奬 «¥¢®¬ 㣫㠬 âà¨æë
A.
à¨á®¥¤¨¨¬ ª
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M
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j -ë©
r
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á⮫¡¥æ. ®«ã-
ç î騩áï ®ª ©¬«ïî騩 ¬¨®à ¯® ãá«®¢¨î ¢á¥£¤ à ¢¥ 0 (¢ª«îç ï á«ãç ¨, ª®£¤ «¨¡®
i < r,
«¨¡®
j < r.
§«®¦¨¬ íâ®â ¬¨®à ¯® ¯à¨á®¥¤¨¥®¥ á⮫¡æã
0 = a1j A1,r+1 + · · · + arj Ar,r+1 + aij M. M 6= 0,
ª ª ª
â®
aij = a1j (−
A1,r+1 Ar,r+1 ) + · · · + arj (− ). M M
(29)
(29) ª®íää¨æ¨¥âë
− ¥ § ¢¨áïâ ®â
j.
As,r+1 , M
s = 1, . . . , r,
®í⮬㠮¡ê¥¤¨ïï à ¢¥á⢠(29) ¤«ï ¢á¥å
ï¥âáï «¨¥©®© ª®¬¡¨ 樥© ¯¥à¢ëå
r
áâப
A.
j,
¯®«ãç ¥¬, çâ® i- ï áâப
® ⥮६¥ 4.9 ¯¥à¢ë¥
r
áâப
A
¥§ ¢¨á¨¬ë. ¯à¨¬¥à¥ 4.24 ®â¬¥ç¥®, çâ® ¢á¥ à¥è¥¨ï ®¤®à®¤®© á¨á⥬ë
AX = 0
®¡à §ã¥â
¯®¤¯à®áâà á⢮ ¢ ¯à®áâà á⢥ ¢á¥å á⮫¡æ®¢. ©¤¥¬ ¥£® à §¬¥à®áâì. ¥®à¥¬
£¤¥ á
n
4.33. §¬¥à®áâì ¯à®áâà á⢠à¥è¥¨© ®¤®à®¤®© á¨á⥬ë
¥¨§¢¥áâ묨 à ¢
®ª § ⥫ìá⢮.
¢ áâ㯥ç ⮬㠢¨¤ã
£¤¥
−1
á⮨â
á¨á⥬ë
B
n − r(A),
£¤¥
r(A)
{ à £ ¬ âà¨æë
AX = 0,
A.
ᨫã ⥮६ 1.7, 4.29 ¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¬ âà¨æ ¨§ (26), £¤¥
i-®¬ ¬¥áâ¥. Aei = Bei = 0.
r = r(A) { à £ ¬ âà¨æë A. b1,i .. . br,i 0 .. ei = . = 0, 0 −1 0 . .. 0
«ï
ª 㦥 ®â¬¥ç «®áì ¢ (28) á⮫¡¥æ
ãáâì
a=
a1 . . .
an
ei
A ¯à¨¢¥¤¥ i = r + 1 ¯®«®¦¨¬
ï¥âáï à¥è¥¨¥¬
2.
27
{ ¯à®¨§¢®«ì®¥ à¥è¥¨¥ á¨á⥬ë. ®£¤
b = a − ar+1 er+1 − · · · − an en â ª¦¥ ï¥âáï à¥è¥¨¥¬, ã ª®â®à®£® ¢á¥ § 票ï ᢮¡®¤ëå ¯¥à¥¬¥ëå ã«¥¢ë¥. § (26) ¢¨¤®, çâ® ¢¥ªâ®à 樥©
er+1 , . . . , en .
¥®à¥¬
b = 0.
â ª, «î¡®¥ à¥è¥¨¥ á¨á⥬ë ï¥âáï «¨¥©®© ª®¬¡¨ -
¥á«®¦ ï ¯à®¢¥àª ¯®ª §ë¢ ¥â, çâ® ®¨ ¥§ ¢¨á¨¬ë.
4.34 (¥®à¥¬ ஥ª¥à - ¯¥««¨) . ¨á⥬ «¨¥©ëå ãà ¢¥¨©
ᮢ¬¥áâ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ à £¨ ¬ âà¨æ ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì á⮫¡¥æ
«¨¥©ë¥ ®¡®«®çª¨ á⮫¡æ®¢
A
¨
A
¨
Λ ï¢«ï¥âáï à¥è¥¨¥¬ (A|b) ᮢ¯ ¤ îâ. âáî¤
(A|b)
AX = b
ᮢ¯ ¤ îâ.
á¨á⥬ë. ®£¤
AΛ = b,
â. ¥.
¢ë⥪ ¥â ᮢ¯ ¤¥¨¥ à £®¢
íâ¨å ¬ âà¨æ. ¡à â®, ¯ãáâì à £¨ ¬ âà¨æ
A ¨ (A|b) ᮢ¯ ¤ îâ. ¨¥© ï ®¡®«®çª á⮫¡æ®¢ A (A|b), ¯à¨ç¥¬ ¨å à §¬¥à®á⨠ᮢ¯ ¤ îâ. ® ⥮६¥ 4.25 ®í⮬ã b «¥¦¨â ¢ «¨¥©® ®¡®«®çª¥ á⮫¡æ®¢ A.
ᮤ¥à¦¨âáï ¢ «¨¥©®© ®¡®«®çª¥ í⨠®¡®«®çª¨ ᮢ¯ ¤ îâ. ¥®à¥¬
4.35. £ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï ¬ âà¨æ ¥ ¯à¥¢®á室¨â à £ ¬®¦¨â¥«¥©.
᫨
®¤¨ ¨§ ¬®¦¨â¥«¥© ï¥âáï ®¡à ⨬®© ¬ âà¨æ¥©, â® à £ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï à ¢¥ ¤à㣮¬ã ¬®¦¨â¥«î. ®ª § ⥫ìá⢮. ãáâì A, C, D = AC ¨§ ®¯à¥¤¥«¥¨ï 1.16. ®£¤ ª ¦¤ë© á⮫¡¥æ D ï¥âáï «¨¥©® ª®¬¡¨ 樥© á⮫¡æ®¢ A, ª ¦¤ ï áâப D ï¥âáï «¨¥©® ª®¬¡¨ 樥© áâப C . ® ⥮६¥ 4.10 (á¬. â ª¦¥ ⥮६ã 4.25) ¯®«ãç ¥¬ ¯¥à¢®¥ ã⢥ত¥¨¥. ãáâì, ¯à¨¬¥à, ¬ âà¨æ A ®¡à ⨬ . ¯® ¤®ª § ®¬ã r(D) ≤ r(C). ஬¥ ⮣®, r(C) = r(A−1 D) ≤ r(D). âáî¤ r(C) = r(D).
28
4.
.
5
®¬¯«¥ªáë¥ ç¨á«
1. ¥©á⢨ï á ª®¬¯«¥ªá묨 ç¨á« ¬¨ ¯à¥¤¥«¥¨¥
5.1. ®¬«¥ªá묨 ç¨á« ¬¨ §ë¢ îâáï ¢¥é¥áâ¢¥ë¥ ¬ âà¨æë
z= ¥à¥§
C
a −b , b a
a, b ∈ R.
(30)
®¡®§ ç ¥âáï ¬®¦¥á⢮ ¢á¥å ª®¬¯«¥ªáëå ç¨á¥«. ®¤ã«¥¬ ç¨á«
|z| =
¢ ¥âáï ¥®âà¨æ ⥫쮥 ¢¥é¥á⢥®¥ ç¨á«® ।«®¦¥¨¥
5.2. ®¦¥á⢮
√
z
¨§ (30) §ë-
det z .
C § ¬ªãâ® ®â®á¨â¥«ì® á«®¦¥¨ï ¨ 㬮¦¥¨ï
¬ âà¨æ. ®¤ã«ì ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï ª®¬¯«¥ªáëå ç¨á¥« à ¢¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨î ¬®¤ã«¥©.
᫨
z 6= 0,
â®
|z| > 0.
®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
z
¨§ (30) ¨
z1 =
−b1 a1
a1 b1
∈ C.
®£¤
a + a1 b + b1
z + z1 = aa1 − bb1 zz1 = ab1 + ba1 ।«®¦¥¨¥
−(b + b1 ) ∈C a + a1 −(ab1 + ba1 ) ∈ C. aa1 − bb1
(31)
5.3. ¬®¦¥¨¥ ¨ á«®¦¥¨¥ ª®¬¯«¥ªáëå ç¨á¥« ª®¬¬ãâ ⨢®, á-
á®æ¨ ⨢®, ®¡« ¤ ¥â ᢮©á⢠¬¨ ¤¨áâਡã⨢®áâ¨. ¨çë© í«¥¬¥âë.
C
¤«ï ª ¦¤®£® í«¥¬¥â
z
C
ᮤ¥à¦ âáï ã«¥¢®© ¨ ¥¤¨-
¨¬¥¥âáï ¯à®â¨¢®¯®«®¦ë©
−z .
஬¥
⮣®, ã ª ¦¤®£® ¥ã«¥¢®£® í«¥¬¥â ¨¬¥¥âáï ®¡à âë©. ®ª § ⥫ìá⢮.
(30). ®£¤ «¨¡®
a,
«¨¡®
®áâ â®ç® ¤®ª § âì «¨èì ¯®á«¥¤¥¥ ã⢥ত¥¨¥.
b
z
।«®¦¥¨¥
5.4.
C
−1
1 = 2 a + b2
z
¨§
a b ∈ C. −b a
ï¥âáï ¢¥ªâ®àë¬ ¯à®áâà á⢮ ¤
E = E2 , ਠí⮬ i2
ãáâì
®â«¨ç® ®â ã«ï. ®í⮬ã
i=
R
á ¡ §®©
0 −1 . 1 0
= −E.
áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¬ë ¡ã¤¥¬ ®â®¦¤¥á⢫ïâì ¢¥é¥á⢥®¥ ç¨á«®
a
á ¬ âà¨æ¥©
aE.
á®, çâ® íâ® ®â®¦¤¥á⢫¥¨¥ ᮣ« ᮢ ® á á㬬 ¬¨ ¨ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï¬¨ ¢¥é¥á⢥ëå ç¨á¥«. ®£¤ ç¨á«®
ä®à¬ ç¨á«
z
¨§ (30) ¬®¦® ®¤®§ ç® § ¯¨á âì ¢ ¢¨¤¥
z. 29
z = a + ib ( «£¥¡à ¨ç¥áª ï
30
5.
5.5. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
ª®¬«¥ªá® ᮯàï¦¥ë¬ ª ¬¥ç ¨¥
à¨æ . ®í⮬ã
5.6.
᫨
z = a + bi.
®£¤ ª®¬¯«¥ªá®¥ ç¨á«®
z = a − bi
§ë¢ ¥âáï
z.
z
¨¬¥¥â ¯à¥¤áâ ¢«¥¨¥ (30), â® 2
zz = |z|
஬¥ ⮣®,
z1 z2 = z1 z2 .
z
{ íâ® âà ᯮ¨à®¢ ï ¬ â-
, ¨ ¯®í⮬ã
z . |z 2 |
z −1 =
2. ਣ®®¬¥âà¨ç¥áª ï ä®à¬ ª®¬¯«¥ªá®£® ç¨á«
।áâ ¢¨¬ ª®¬¯«¥ªá®¥ ç¨á«® â ¬¨
a, b.
®£¤
|z|
¯à ¦¥¨¥
z = a + bi
¢ ¢¨¤¥ ¢¥ªâ®à ¯«®áª®áâ¨
{ íâ® ¤«¨ í⮣® ¢¥ªâ®à 5.7. ®ª § âì, çâ®
R2
á ª®®à¤¨ -
z.
|z1 +z2 | ≤ |z1 |+|z2 |, ¨ |z1 +z2 | ≥ |z1 |−|z2 | ¤«ï «î¡ëå
z1 , z 2 ∈ C . ¯à¥¤¥«¥¨¥
¬¥¦¤ã
z
5.8. à£ã¬¥â®¬ ¥ã«¥¢®£® ª®¬¯«¥ªá®£® ç¨á«
¨ ¯®«®¦¨â¥«ìë¬ ¯à ¢«¥¨¥¬ ®á¨
§ë¢ ¥âáï 㣮«
z
φ
OX .
à£ã¬¥â ¥ã«¥¢®£® ª®¬¯«¥ªá®£® ç¨á« ®¯à¥¤¥«¥ á â®ç®áâìî ¤® á« £ ¥¬®£®
2πn, n ∈ Z.
᫨
z = a + bi 6= 0,
â®
cos φ =
x , |z|
sin φ =
y . |z|
âáî¤ ¯®«ãç ¥¬ âਣ®®¬¥âà¨ç¥áªãî ä®à¬ã ª®¬¯«¥ªá®£® ç¨á«
z = |z|(cos φ + i sin φ) ।«®¦¥¨¥
(32)
5.9. à£ã¬¥â ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï ª®¬¯«¥ªáëå ç¨á¥« à ¢¥ á㬬¥ à£ã-
¬¥â®¢ ¬®¦¨â¥«¥©. ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
z ¨§ (32) ¨ z1 = |z1 |(cos ψ+i sin ψ). ® ä®à¬ã« ¬ ¯à¨¢¥¤¥¨ï
zz1 = |z||z1 |(cos(φ + ψ) + i sin(φ + ψ)).
¡®§ 票¥
a ∈ R,
5.10. ।«®¦¥¨¥ 5.9 ¯®§¢®«ï¥â ¢¢¥á⨠᫥¤ãî饥 ®¡®§ 票¥.
᫨
â®
exp(iα) = cos α + i sin α. ª¨¬ ®¡à §®¬, âਣ®®¬¥âà¨ç¥áª ï ä®à¬ ª®¬¯«¥ªá®£® ç¨á«
z
¨¬¥¥â ¢¨¤
z = |z| exp(iφ). «¥¤á⢨¥
5.11 (®à¬ã« ® ¢à ) . ãáâì n
z
(33)
¨§ (33) ¨
n ∈ Z.
®£¤
n
z = |z| exp(niφ). cᬮâਬ ¢®¯à®á ®¡ ¨§¢«¥ç¥¨¨ ª®¬¯«¥ªáëå ª®à¥©. ¯à¥¤¥«¥¨¥
ª®¬¯«¥ªá®¥ ç¨á«®
z∈C = z.
5.12. ãáâì
t,
çâ® tn
©¤¥¬ ¢á¥ ª®à¨ á⥯¥¨
n
¨§
z.
¨
®à¥¬
n ∈ Z.
ãáâì
z
n
n
n-®©
¨§ (33), ¨
á⥯¥¨ ¨§
z
t = |t| exp(iψ).
§ë¢ ¥âáï â ª®¥
®£¤
z = t = |t| exp(niψ). âáî¤
n
|z| = |t|
, â. ¥.
|t| =
p n
|z|.
ψ=
஬¥ ⮣®,
φ + 2πm , n
niψ ≡ φ (mod 2πm), m ∈ Z.
«¥¤®¢ ⥫ì®,
m = 0, 1, . . . , n − 1.
â ª,
p φ + 2πm φ + 2πm n t = |z| cos + i sin , n n
m = 0, 1, . . . , n − 1.
2.
®í⮬ã, ¥á«¨
z 6= 0,
z = 1,
ª®à¥ì ¨§ 1 ¨¬¥¥â ¢¨¤
â®
m-ë©
â® ¨¬¥¥âáï
n
ãî ®ªà㦮áâì á æ¥â஬ ¢ 0.
n
¨§ 1. ç áâ®áâ¨, ¥á«¨
2πm 2πm + i sin . n n ¢¥àè¨ å ¯à ¢¨«ì®£® n-㣮«ì¨ª ,
εm = ᥠí⨠ª®à¨ à ᯮ«®¦¥ë ¢
à §«¨çëå ª®à¥© á⥯¥¨
31
cos
¢¯¨á ®£® ¢ ¥¤¨¨ç-
32
5.
6
à㯯ë, ª®«ìæ ¨ ¯®«ï
í⮩ £« ¢¥ ¨§ãç îâáï ®á®¢ë¥ ¯®ïâ¨ï ⥮ਨ £à㯯. 1. à㯯ë, ¯®¤£à㯯ë, ¯®à浪¨ í«¥¬¥â®¢
¯®¬¨¬ ¥ª®â®àë¥ ¥®¡å®¤¨¬ë¥ ®¯à¥¤¥«¥¨ï. 6.1. ®¦¥á⢮
¯à¥¤¥«¥¨¥
á ¡¨ ன ®¯¥à 樥© 㬮¦¥¨ï
G
xy
§ë¢ ¥âáï
£à㯯®© , ¥á«¨
(xy)z = x(yz) ¤«ï ¢á¥å x, y, z ∈ G; 1 ∈ G, §ë¢ ¥¬ë© ¥¤¨¨æ¥© G, çâ® x1 = 1x = x
(1) 㬮¦¥¨¥ áá®æ¨ ⨢®, â. ¥. (2) áãé¥áâ¢ã¥â â ª®© í«¥¬¥â ¢á¥å
x ∈ G; x∈G x = 1.
(3) ¤«ï «î¡®£® í«¥¬¥â
x,
çâ®
−1
xx
।«®¦¥¨¥
G,
â®
=x
©¤¥âáï â ª®© í«¥¬¥â
6.2. ®à浪®¬ £à㯯ë
¯à¥¤¥«¥¨¥
¬¥â
−1
G
§ë¢ ¥âáï ç¨á«®
§ë¢ ¥¬ë© ®¡à âë¬ ª
|G|
í«¥¬¥â®¢ ¢
G.
6.3.
¤¨¨çë© í«¥¬¥â ¢ £à㯯¥ ¥¤¨á⢥¥. «ï ª ¦¤®£® í«¥-
x ∈ G ®¡à âë© (x−1 )−1 = x.
í«¥¬¥â
x−1
®¯à¥¤¥«¥ ®¤®§ ç®.
6.4. ¥¯ãá⮥ ¯®¤¬®¦¥á⢮
¯à¥¤¥«¥¨¥
x−1 ,
¤«ï
¢ £à㯯¥
H
G
஬¥ ⮣®, ¥á«¨
x ∈
§ë¢ ¥âáï ¯®¤£à㯯®© ,
¥á«¨ ¢¬¥áâ¥ á «î¡ë¬¨ ¤¢ã¬ï ¥£® í«¥¬¥â ¬¨ ®® ᮤ¥à¦¨â ¨å ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥, ¨ á ª ¦¤ë¬ ᢮¨¬ í«¥¬¥â®¬
H
।«®¦¥¨¥
ᮤ¥à¦¨â ¥£® ®¡à âë©. 6.5.
᫨
H
{ ¯®¤£à㯯 ¢ £à㯯¥
G
¨ 1 { ¥¤¨¨çë© í«¥¬¥â
G,
â®
1 ∈ H. ¯à ¦¥¨¥
6.6. ¯à®¨§¢®«ì®© £à㯯¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ «î¡®£® ç¨á« í«¥¬¥â®¢ ¥
§ ¢¨á¨â ®â à ááâ ®¢ª¨ ᪮¡®ª. ।«®¦¥¨¥
6.7. «ï ¥¯ãá⮣® ¯®¤¬®¦¥áâ¢
H
¢ £à㯯¥
G
á«¥¤ãî騥 ãá«®¢¨ï
íª¢¨¢ «¥âë: (1)
H
ï¥âáï ¯®¤£à㯯®© ¢
(2) ¥á«¨
x, y ∈ H,
â®
®ª § ⥫ìá⢮.
¯®«ãç ¥¬
x, y −1 ∈ H ,
G; xy −1 ∈ H .
ãáâì ¢ë¯®«¥® ãá«®¢¨¥ (1), ¨
®âªã¤
xy −1 ∈ H ,
¡à â®, ¯ãáâì ¢ë¯®«¥® ãá«®¢¨¥ (2), ¨ ¯® (2). «¥¥
1, y ∈ H , ®âªã¤ y
¯® ¤®ª § ®¬ã ¢ëè¥. âáî¤
−1
x, y ∈ H .
−1
y ∈ H.
y, y ∈ H , ®âªã¤ 1 = yy −1 ∈ H ª®¥æ, ¥á«¨ x, y ∈ H , â® x, y −1 ∈ H ®£¤
= 1y ∈ H ¯® (2). x(y −1 )−1 = xy ∈ H ¯®
¯à¥¤«®¦¥¨î 6.3.
ਬ¥àë
6.8. ਢ¥¤¥¬ ¯à¨¬¥àë £à㯯 ¨ ¨å ¯®¤£à㯯:
(1) £à㯯
Sn ᮤ¥à¦¨â ¯®¤£à㯯ë An , Sn−1 ; GL(n, C) ᮤ¥à¦¨â ¯®¤£à㯯ë
(2) £à㯯
GL(n, R), (3) £à㯯
∗
GL(n, Q),
ᮤ¥à¦¨â ¯®¤£à㯯ã
ᨫ㠮¯à¥¤¥«¥¨ï 6.4
â. ¥. ¢ë¯®«¥® ãá«®¢¨¥ (2).
SL(n, C), n
SL(n, R);
Un = {z ∈ C|z = 1}. 33
34
6. ,
¯à ¦¥¨¥
6.9. ãáâì
I=
i 0 0 −1 0 ,J = ,K = 0 −i 1 0 −i
−i 0
∈ SL(2, C).
®ª § âì, çâ® (1) (2)
I 2 = J 2 = K 2 = −E, IJ = K, JK = I, KI = J, JI = −K, KJ = −I, IK = −J ; 8 ¬ âà¨æ ±E, ±I, ±J ± K ®¡à §ãîâ ¯®¤£à㯯㠪¢ â¥à¨®®¢ Q8 ¢ £à㯯¥ SL(2, C).
¯à ¦¥¨¥
£à㯯ë
6.10.
᫨
Hi , i ∈ I
Zn = {0, 1, . . . , n − 1}.
6.11. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
£à㯯®© ¢ëç¥â®¢ ¯® ¬®¤ã«î
G,
∩i∈I Hi
â®
{ ¯®¤£à㯯
6.13. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
a
¯®«®¦¨¬
an =
6.14. ãáâì
।«®¦¥¨¥
1,
a
a
6.15. ãáâì
G.
«ï ¯à®¨§¢®«ì®£® 楫®£® ç¨á«
¥á«¨
n = 0; n > 0;
¥á«¨
n < 0.
n m
=a a ,
n m
(a )
nm
=a
6.16. ãáâì
a
®£¤
®à浪®¬
{ í«¥¬¥â ¥ª®â®à®© £à㯯ë.
a
n, m ∈ Z.
n
.
§ë¢ ¥âáï â ª®¥ ¨¬¥ì襥 âãà «ì®¥ ç¨á«®
।«®¦¥¨¥
{ £à㯯 . §ë¢ ¥âáï
{ í«¥¬¥â ¥ª®â®à®© £àã¯¯ë ¨
¥â, â® £®¢®àïâ, çâ® ¯®à冷ª
n
Zn
ª®à४â®.
¥á«¨
· · a} , |a ·{z n ¬®¦¨â¥«¥© (a−n )−1 ,
a ¯à¥¤¥«¥¨¥
Zn
{ í«¥¬¥â £à㯯ë
n+m
í«¥¬¥â
®£¤
n.
6.12. ¯à¥¤¥«¥¨¥ £à㯯ë
।«®¦¥¨¥
ç¨á«
{ ¯®¤£àã¯¯ë £à㯯ë
G.
n,
çâ®
|a| (¨«¨ o(a)) an = 1.
᫨ â ª®£®
à ¢¥ ¡¥áª®¥ç®áâ¨.
|a| = n < ∞,
¨
m ∈ Z.
«¥¤ãî騥 ãá«®¢¨ï íª¢¨¢ -
«¥âë: (1) (2)
n|m (n am = 1.
¤¥«¨â
6.17. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
á⥯¥¥© í«¥¬¥â ¯à ¦¥¨¥
m); a ∈ G.
¥à¥§
hai
®¡®§ 稬 ¬®¦¥á⢮
{an |n ∈ Z}
¢á¥å
a. 6.18.
hai
ï¥âáï ¯®¤£à㯯®© ¢
G.
6.19. ãáâì a ∈ G. ®¤£à㯯 hai §ë¢ ¥âáï 横«¨ç¥áª®© ¯®¤£à㯯®© G, ¯®à®¦¤¥®© í«¥¬¥â®¬ a. à㯯 G §ë¢ ¥âáï 横«¨ç¥áª®© á ¯®à®¦¤ î騬 (®¡à §ãî騬) í«¥¬¥â®¬ a, ¥á«¨ hai = G. ¯à¥¤¥«¥¨¥
¢ £à㯯¥
ਬ¥àë
6.20. ®ª § âì, çâ®
(1) £à㯯
Z ï¥âáï 横«¨ç¥áª ï á ¯®à®¦¤ î騬 í«¥¬¥â®¬ Un ª®¬¯«¥ªáëå ª®à¥© n-®© á⥯¥¨ ¨§ 1 ï¥âáï
(2) £à㯯
1 (¨«¨ -1); 横«¨ç¥áª®© £à㯯®©
á ¯®à®¦¤ î騬 í«¥¬¥â®¬
2πi 2πi 2πi = cos + i sin ; n n n ¬®¤ã«î n ï¥âáï 横«¨ç¥áª®©
exp (3) £à㯯
Zn
¢ëç¥â®¢ ¯®
£à㯯®© á ¯®à®¦¤ î騬
í«¥¬¥â®¬ 1. ।«®¦¥¨¥
6.21. ãáâì
a
{ í«¥¬¥â ¥ª®â®à®© £à㯯ë. ®£¤
|hai| = |a|.
1. , ,
®ª § ⥫ìá⢮.
᫨
ar = am m−r
a
¯à¨ ¥ª®â®àëå
= 1,
¨
r < m,
35
â®
|a| = n < ∞.
í⮬ á«ãç ¥
hai = {1, a, a2 , . . . , an−1 }. 6.22.
᫨
¡®§ 票¥
¯®à®¦¤¥ãî í«¥¬¥â®¬ ¥®à¥¬
a,
|a| = n ¢ ãá«®¢¨¨ ¯à¥¤«®¦¥¨ï 6.21, ⮠横«¨ç¥áªãî £à㯯ã, hain .
¬ë ¡ã¤¥¬ ®¡®§ ç âì
6.23. ®¤£à㯯 横«¨ç¥áª®© £à㯯ë á ¬ ï¥âáï 横«¨ç¥áª®©.
®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
â® ã⢥ত¥¨¥ ®ç¥¢¨¤®.
H
{ ¯®¤£à㯯 横«¨ç¥áª®© £à㯯ë
ãáâì
H
G = hai.
᫨ H = 1, am , m 6= 0.
᫨
ᮤ¥à¦¨â ¥¥¤¨¨çë© í«¥¬¥â
m < 0, â® H ᮤ¥à¦¨â ¨ í«¥¬¥â a−m , −m > 0. 롥६ â ª®¥ ¨¬¥ì襥 âãà «ì®¥ ç¨á«® m, çâ® b = am ∈ H .
᫨ ar ∈ H, r ∈ Z, â®, ¤¥«ï r á ®áâ ⪮¬ m, ¯®«ãç ¥¬ r = sm + q, 0 ≤ q < m. ਠí⮬ ¯® ¯à¥¤«®¦¥¨î 6.14 aq = ar−sm = ar (am )−s ∈ H, çâ® ¯à®â¨¢®à¥ç¨â ¢ë¡®àã «¥¤á⢨¥
®ª § ⥫ìá⢮.
H = Zd.
¥®à¥¬
®ª § ⥫ìá⢮.
d = (n, k).
G = hain ¨ H { ¯®¤£à㯯 ¢ G. d, ¤¥«ï饥 n, çâ® H = had i nd .
6.26. ãáâì
H = ha i,
ਬ¥à
¨, á«¥¤®-
®£¤
«¥¬¥â
ak
|ak | =
0 ≤ k < n.
n . (n, k)
ï¥âáï ¯®à®¦¤ î騬 ¢
¤«ï ¢á¥å
x, y ∈ G.
ª ç¥á⢥
f
â® ®¯à¥¤¥«¨¬
G = hain .
f :G→H '.
¢§ïâì
§ë¢ ¥âáï ¨§®¬®à-
exp.
n ¨§®¬®àä Un .
f : G → Un , 2πi f (ak ) = exp( ). n f : G → Z, ¯®« £ ï f (ak ) = k .
Zn ' Un .
¤ ¤¨¬
⮣¤
¡®§ 票¥
Z.
ãáâì
G
hai12 .
6.31. ¨ª«¨ç¥áª ï £à㯯 ¯®à浪
6.32.
¤«ï ¥ª®â®à®£®
G = hai. áᬮâਬ ¯®¤£à㯯ã H = hak i ⊆ d = (n, k). âáî¤ |ak | = |H| = nd .
(R, +) ' (R>0 , ·).
®ª § ⥫ìá⢮.
«¥¤á⢨¥
n.
6.29. ¨¥ªâ¨¢®¥ ®â®¡à ¦¥¨¥ £à㯯
।«®¦¥¨¥
G = hai∞ ,
¨¬¥¥â ¯®à冷ª
G = hain . (k, n) = 1.
«¨ç¥áª ï £à㯯 ¨§®¬®àä
᫨
£¤¥
f (xy) = f (x)f (y)
6.30.
H = hak i H = had i.
6.28. ¯¨á âì ¢á¥ ¯®¤£àã¯¯ë ¢
¯à¥¤¥«¥¨¥
䨧¬®¬ , ¥á«¨
a∈G
6.27. ãáâì
¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ ¯à ¦¥¨¥
Z,
®¦® áç¨â âì, çâ® d
® ⥮६¥ 6.25 «¥¤á⢨¥
{ ¯®¤£à㯯 ¢
®£¤ áãé¥áâ¢ã¥â ¨ ¯à¨â®¬
® ⥮६¥ 6.23 ¯®«ãç ¥¬
áâ ¥âáï § ¬¥â¨âì, çâ®
®ª § ⥫ìá⢮.
G.
H = Zm1 + · · · + Zmn . ®£¤ H d = (m1 , . . . , mn ).
ãáâì
®£¤ áãé¥áâ-
áâ ¥âáï ã¡¥¤¨âìáï, çâ®
6.25. ãáâì
«¥¤á⢨¥
q > 0.
m1 , . . . , mn ∈ Z , ¨ d { ç¨á¥« m1 , . . . , mn . u1 , . . . , un ∈ Z , çâ® m1 u1 + · · · + mn un = d.
¥¤¨á⢥®¥ â ª®¥ ç¨á«®
®«®¦¨¬
¥á«¨
6.24. ãáâì
¢ãîâ â ª¨¥ æ¥«ë¥ ç¨á«
¢ ⥫ì®,
m,
¯®« £ ï
¥áª®¥ç ï 横-
36
6. ,
2. ¬¥¦ë¥ ª« ááë ¨ ⥮६ £à ¦
6.33. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
ª« áᮬ
gH
{ ¯®¤£à㯯 ¢ £à㯯¥
H
§ë¢ ¥âáï ¯®¤¬®¦¥á⢮
¯à ¦¥¨¥
{gh|h ∈ H}
G,
¨
¥¢ë¬ ᬥ¦ë¬
g ∈ G.
G.
6.34. ©â¨
(1) «¥¢ë¥ ᬥ¦ë¥ ª« ááë
GL(n, C) Z ¯® nZ;
¯®
(3) «¥¢ë¥ ¨ ¯à ¢ë¥ ᬥ¦ë¥ ª« ááë
Sn
(2) «¥¢ë¥ ᬥ¦ë¥ ª« ááë
¯à ¦¥¨¥
¢
6.35. ãáâì
SL(n, C); ¯®
Sn−1 .
{ ¯®¤£à㯯 ¢ £à㯯¥
H
G
¨
x, y ∈ G.
G
¨
®ª § âì, çâ® á«¥¤ã-
î騥 ãá«®¢¨ï íª¢¨¢ «¥âë: (1) (2)
xH = yH ; x−1 y ∈ H .
।«®¦¥¨¥
6.36. ãáâì
H
{ ¯®¤£à㯯 ¢ £à㯯¥
।«®¦¥¨¥
6.37. ãáâì
H
{ ¯®¤£à㯯 ¢ £à㯯¥
®£¤
®ª § ⥫ìá⢮.
â. ¥.
x, y ∈ G,
|H| = |xH|.
¯à¨ç¥¬
y ∈ xH .
á®, çâ®
yH ⊆ xH .
u∈H
¯®«ãç ¥¬
® ãá«®¢¨î y = xh ¤«ï ¥ª®â®à®£® h ∈ H . xu = y(h−1 u), £¤¥ h−1 u ∈ H . âáî¤ xH ⊆
xH = yH .
«¥¤á⢨¥
ëå ª« áá
G
¯®
6.38. ãáâì
H
¥®à¥¬
|G| = |H|j ,
£¤¥
{ ¯®¤£à㯯 ¢ £à㯯¥
j
G.
®£¤ ¤¢ «¥¢ëå (¯à ¢ëå) ᬥ¦-
®á¯®«ì§®¢ âìáï ¯à¥¤«®¦¥¨¥¬ 6.37.
6.39 (¥®à¥¬ £à ¦ ) . ãáâì
H
{ ¯®¤£à㯯 ¢ ª®¥ç®© £à㯯¥
{ ç¨á«® «¥¢ëå (¯à ¢ëå) ᬥ¦ëå ª« áá
®ª § ⥫ìá⢮.
x∈G
H
«¨¡® ᮢ¯ ¤ îâ, «¨¡® ¥ ¯¥à¥á¥ª îâáï.
®ª § ⥫ìá⢮.
¬¥â
¨
®£¤
xH = yH .
«¥¤®¢ ⥫ì®, ¤«ï «î¡®£®
yH ,
G
x ∈ G.
§®¡ê¥¬
G
G
¯®
«¥¢ë¥ ᬥ¦ë¥ ª« ááë ¯®
«¥¦¨â ¢ ¥ª®â®à®¬ ª« áá¥, ¨¬¥®, ¢
xH .
G.
®£¤
H. H.
®£¤ ª ¦¤ë© í«¥-
áâ ¥âáï ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï á«¥¤áâ-
¢¨¥¬ 6.38 ¨ ¯à¥¤«®¦¥¨¥¬ 6.36. «¥¤á⢨¥
6.40. ®à冷ª í«¥¬¥â ª®¥ç®© £àã¯¯ë ¤¥«¨â ¯®à冷ª £à㯯ë.
«¥¤á⢨¥
6.41. à㯯 ¯à®á⮣® ¯®à浪 ï¥âáï 横«¨ç¥áª®©.
7
®«ìæ ¨ ¯®«ï
¯à¥¤¥«¥¨¥
7.1. ®«ìæ® (¥ ®¡ï§ â¥«ì® áá®æ¨ ⨢®¥). áá®æ¨ ⨢ë¥, ª®¬¬ã-
â â¨¢ë¥ ª®«ìæ . ।«®¦¥¨¥ ਬ¥àë
♥ ♥
7.2. «î¡®¬ ª®«ìæ® ¨¬¥¥¬
0x = x0 = 0.
7.3. ª ¦¥¬ àï¤ ª®«¥æ.
áá®æ¨ â¨¢ë¥ ª®«ìæ { ª®«ìæ ¬ âà¨æ
Mat(n, R).
áá®æ¨ ⨢®-ª®¬¬ãâ â¨¢ë¥ ª®«ìæ { ª®«ìæ ¥¯à¥àë¢ëå äãªæ¨© ⮯®«®£¨ç¥áª®¬ ¯à®áâà á⢥.
¯à¥¤¥«¥¨¥
7.4.
¤¨¨çë© í«¥¬¥â, ¤¥«¨â¥«¨ ã«ï , ®¡à â¨¬ë¥ í«¥¬¥âë «£¥¡àë.
।«®¦¥¨¥
7.5.
¤¨¨çë© í«¥¬¥â «£¥¡àë ®¯à¥¤¥«¥ ®¤®§ ç®. ¡à ⨬ë¥
í«¥¬¥âë áá®æ¨ ⨢®© «£¥¡àë ®¡à §ãîâ £à㯯㠯® 㬮¦¥¨î.
¡à â¨¬ë© í«¥-
¬¥â áá®æ¨ ⨢®© «£¥¡àë ¥ ¬®¦¥â ¡ëâì ¤¥«¨â¥«¥¬ ã«ï. «¥¤á⢨¥ ¥®à¥¬
ã«ï ¢
7.6. ¯®«¥ ¥â ¤¥«¨â¥«¥© ã«ï.
7.7. àã¯¯ë ®¡à ⨬ëå í«¥¬¥â®¢ ¢
Mat(n, k)
¯à¥¤¥«¥¨¥ ।«®¦¥¨¥ ¥®à¥¬
«¥¬¥â
7.8. âàãªâãà ª®«ìæ
{ íâ®
GL(n, k);
¤¥«¨â¥«¨
Zn .
7.9. âàãªâãà ª®«ìæ
7.10. «¥¬¥â
k ∈ Zn
Mat(n, k)
{ íâ® ¢ë஦¤¥ë¥ ¬ âà¨æë ¨ ⮫쪮 ®¨.
k ∈ Zn
Zn
®¯à¥¤¥«¥ ª®à४â®.
®¡à ⨬ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
ï¥âáï ¤¥«¨â¥«¥¬ ã«ï ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
(k, n) = 1. (k, n) > 1.
«¥¬¥â k ®¡à ⨬ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ ©¤¥âáï â ª®¥ ku = 1, â. ¥. ¢ Z ku + nv = 1. â® íª¢¨¢ «¥â® ⮬ã, çâ® (k, n) = 1. ãáâì í«¥¬¥â k ∈ Zn ï¥âáï ¤¥«¨â¥«¥¬ ã«ï. ®£¤ ® ¥ ¬®¦¥â ¨¬¥âì ®¡à ⮣® ¯® ¯à¥¤«®¦¥¨î 7.5. «¥¤®¢ ⥫ì®, (k, n) > 1. ¡à â®, ¯ãáâì d = (k, n) > 1. ®£¤ n > m = nd−1 , â. ¥. m 6= 0 ¢ Zn . ਠí⮬ km = k1 dm = k1 n = 0 ¢ Zn . ®ª § ⥫ìá⢮.
ç¨á«®
u ∈ Zn ,
çâ®
¯à¥¤¥«¥¨¥ ਬ¥àë
7.11. ®«¥.
7.12. ®«ï {
¯à¥¤¥«¥¨¥
Q, R, C.
஬¥ ⮣®,
7.13. à ªâ¥à¨á⨪ ¯®«ï
√ Q[i], Q[ 5].
char.
¥®à¥¬
7.14. à ªâ¥à¨á⨪ ¯®«ï «¨¡® à ¢ ã«î, «¨¡® ¯à®á⮥ ç¨á«®.
¥®à¥¬
7.15. ®«ìæ® ¢ëç¥â®¢
Zn
ï¥âáï ¯®«¥¬ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
{ ¯à®á⮥ ç¨á«®. ®ª § ⥫ìá⢮. «¥¤á⢨¥
7.16.
㦮 ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ⥮६®© 7.10.
char Zp = p. 37
n
38
7.
f : R → R0 §ë¢ ¥âáï f (x + y) = f (x) + f (y), f (xy) = f (x)f (y). ¡®§ 票¥ R ' R0 . 7.17. ¨¥ªâ¨¢®¥ ®â®¡à ¦¥¨¥ ª®«¥æ
¯à¥¤¥«¥¨¥
䨧¬®¬ , ¥á«¨ ਬ¥à
7.18. ®ª § âì, çâ®
¯à ¦¥¨¥
(1)
f (1) = 1
¨§®¬®à-
Mat(n, Mat(m, R)) ' Mat(nm, R).
7.19. ®ª § âì, çâ® ¯à¨ ¨§®¬®à䨧¬¥
f : R → R0
¨ ®¡à â¨¬ë¥ í«¥¬¥âë ¯¥à¥å®¤ïâ ¢ ®¡à ⨬ë¥;
(2) ¤¥«¨â¥«¨ ã«ï ¯¥à¥å®¤ïâ ¢ ¤¥«¨â¥«¨ ã«ï. 7.20. ®¤¬®¦¥á⢮
¯à¥¤¥«¥¨¥
(¯®¤¯®«¥¬) , ¥á«¨ ¯®«¥©
x−1 ∈ K,
ਬ¥àë
K
¥á«¨
7.21.
Z
ï¥âáï ¯®¤ª®«ì殬 ¢
â®
b = c.
Q, Q
¥á«¨ ¤«ï «î¡ëå
7.23. ¡« áâﬨ ïîâáï
¯à ¦¥¨¥
ab = ac,
R
§ë¢ ¥âáï ¯®¤ª®«ì殬
á«¥¤ã¥â, çâ®
x + y, xy ∈ K
(¢ á«ãç ¥
ï¥âáï ¯®¤¯®«¥¬ ¢
R, C. Mat(n, Z)
7.22. ®«ìæ® ¡¥§ ¤¥«¨â¥«¥© ã«ï §ë¢ ¥âáï ®¡« áâìî . à㣨¬¨ á«®-
R ï¥âáï ®¡« áâìî, x = 0, «¨¡® y = 0.
ਬ¥à
x, y ∈ K
Mat(n, R).
¢ ¬¨, ª®«ìæ® çâ® «¨¡®
¢ ª®«ìæ¥ á 1 (¯®«¥)
x 6= 0.
ï¥âáï ¯®¤ª®«ì殬 ¢ ¯à¥¤¥«¥¨¥
K
ᮤ¥à¦¨â 1 ¨ ¨§ ⮣®, çâ®
7.24. ãáâì
a, b, c
Z,
x, y ∈ R
¨§ ⮣®, çâ®
xy = 0,
á«¥¤ã¥â,
«î¡®¥ ¯®«¥.
{ í«¥¬¥âë ¨§ ¥ª®â®à®© ®¡« áâ¨, ¨
a 6= 0.
᫨
8
®£®ç«¥ë ¨ àï¤ë ®â ®¤®© ¯¥à¥¬¥®©
1. ®«ìæ® ¬®£®ç«¥®¢ ®â ®¤®© ¯¥à¥¬¥®©
ãáâì
R { áá®æ¨ ⨢®¥ ª®«ìæ® á 1.
áᬮâਬ ¬®¦¥á⢮
R[X] ¢á¥å ¯®ç⨠㫥¢ëå
¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®á⥩ (34)
a = (a0 , a1 , . . . ) í«¥¬¥â®¢ ¨§
a
R.
¯à¥¤¥«¨¬ ¢
R[X] ®¯¥à æ¨î á«®¦¥¨ï ¯®-ª®®à¤¨ â®.
஬¥ ⮣®, ¥á«¨
¨§ (34),
b = (b0 , b1 , . . . ), â®
c = ab = (c0 , c1 , . . . ), £¤¥ ¤«ï «î¡®£®
k≥0 ck =
k X
(35)
ai bk−i .
i=0
।«®¦¥¨¥
⨢®, â® ¨
R[X]
8.2.
¯à¥¤¥«¥¨¥ ।«®¦¥¨¥
®¥
8.1.
R[X]
ï¥âáï áá®æ¨ â¨¢ë¬ ª®«ì殬 á 1.
᫨
R
ª®¬¬ãâ -
ª®¬¬ãâ ⨢®.
R[X]
§ë¢ ¥âáï ª®«ì殬 ¬®£®ç«¥®¢ .
8.3. á¥ í«¥¬¥âë
(a0 , 0, . . . ) ∈ R[X]
®¡à §ãîâ ¯®¤ª®«ìæ®, ¨§®¬®àä-
R. ®ª § ⥫ìá⢮.
®«®¦¨¬
a 7→ (a, 0, . . . ) ∈ R[X].
8.4. áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¬ë ¡ã¤¥¬ ®â®¦¤¥á⢫ïâì
¡®§ 票¥
R[X].
§®¬®à䨧¬ § ¤ ¥âáï ¯® ¯à ¢¨«ã
a ∈ R á (a, 0, . . . ) ∈
X = (0, 1, 0, . . . ).
।«®¦¥¨¥
8.5. «ï «î¡®£®
n≥1
n
X = (0, . . . , 0, 1, 0, . . . ) | {z } n
᫨
a
¨§ (34), â®
a = a0 + a1 X + · · · + an X n , 8.6. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
deg a = n. a0
a ∈ R[X]
ai ∈ R.
¨§ (36), ¯à¨ç¥¬
§ë¢ ¥âáï ᢮¡®¤ë¬ ç«¥®¬
a. an
an 6= 0.
(36)
⥯¥ìî
a
§ë¢ ¥âáï
§ë¢ ¥âáï áâ à訬 ç«¥®¬
a.
®£®-
ç«¥ë ã«¥¢®© á⥯¥¨ ¨ ã«¥¢®© ¬®£®ç«¥ §ë¢ îâáï ª®áâ â ¬¨ . ®£®ç«¥ë á® áâ à訬 ª®íää¨æ¨¥â®¬ 1 §ë¢ îâáï ã¨â à묨 . ।«®¦¥¨¥
8.7. â à訩 (᢮¡®¤ë©) ç«¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï ¬®£®ç«¥®¢ à ¢¥
¯à®¨§¢¥¤¥¨î áâ àè¨å (᢮¡®¤ëå) ç«¥®¢ ᮬ®¦¨â¥«¥©. ç áâ®áâ¨, ®¡à ⨬묨 í«¥¬¥â ¬¨
R[X]
ïîâáï ®¡à â¨¬ë¥ ¢
R
8.8.
᫨ R { ®¡« áâì, â® ¨ R[X] { ®¡« áâì. ஬¥ ⮣®, ¥á«¨ f, g ∈ deg(f g) = deg f + deg g .
᫨ f, g, f + g 6= 0, â® deg(f + g) ≤ max(deg f, deg g).
«¥¤á⢨¥
r[X] \ 0,
â®
ª®áâ âë.
39
40
8.
2. ¥«¥¨¥ ¬®£®ç«¥®¢
8.9. áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¬ë ¡ã¤¥¬ ¯à¥¤¯®« £ âì, çâ®
¡®§ 票¥
í⮬ á«ãç ¥, £à㯯 ®¡à ⨬ëå í«¥¬¥â®¢
R∗
R
{ ¯®«¥.
ᮢ¯ ¤ ¥â á ¬ã«ì⨯«¨ª ⨢®© £à㯯®©
R[X]
¢á¥å ¥ã«¥¢ëå ª®áâ â. ¥®à¥¬
8.10 (¥«¥¨¥ á ®áâ ⪮¬) . ãáâì
f, g ∈ R[X], q, r ∈ R[X], çâ®
é¥áâ¢ãîâ ¨ ¯à¨â®¬ ¥¤¨áâ¢¥ë¥ â ª¨¥ (1) (2)
¯à¨ç¥¬
g 6= 0.
®£¤ áã-
f = qg + r; r = 0 ¨«¨ deg r < deg g .
®ª § ⥫ìá⢮. ãé¥á⢮¢ ¨¥.
᫨
f = 0
¨«¨
deg f < deg g ,
â® ¯®« £ ¥¬
q = 0, r = g . ãáâì deg f = n, ¨ ¤«ï an , bm { áâ à訥 ª®íää¨æ¨¥âë n. ® ¨¤ãªæ¨¨ h = q 0 g + r0 , ®âªã¤
¬¥ìè¨å á⥯¥¥© ⥮६ ¤®ª § . ।¯®«®¦¨¬, çâ®
f, g .
an n−m X g ¬¥ìè¥ bm an n−m an n−m f =h+ X g = (q 0 + X )g + r0 . bm bm
h=f−
®£¤ á⥯¥ì
¤¨á⢥®áâì.
ãáâì
f = qg + r = q 0 g + r0 , ®£¤
0
0
g(q − q ) = r − r.
᫨
deg r, deg r0 < deg g, 0
q − q 6= 0,
â®
0
r − r 6= 0.
0
¥á«¨ ®¨ ¥ã«¥¢ë¥.
âáî¤ ¯® á«¥¤á⢨î 8.8
deg g > deg(r − r ) = deg(g(q − q )) = deg g + deg(q − q 0 ) ≥ deg g. 8.11. ®£®ç«¥
¯à¥¤¥«¥¨¥
¤¥«¥¨ï
g.
0
®£®ç«¥
g
¤¥«¨â
q
f,
§ë¢ ¥âáï ç áâë¬ , ¬®£®ç«¥
¥á«¨
r = 0.
¡®§ 票¥
8.12. ¨¡®«ì訬 ®¡é¨¬ ¤¥«¨â¥«¥¬ ¬®£®ç«¥®¢
¯à¥¤¥«¥¨¥
¨§ ª®â®àëå à ¢ë ã«î, §ë¢ ¥âáï â ª®© ¬®£®ç«¥
d,
r
®áâ ⪮¬
f
g|f . f1 , . . . , fm ,
¥ ¢á¥
çâ®
(1)
d|fi , i = 1, . . . , m; d0 ∈ R[X], ¨ d0 |fi , i = 1, . . . , m, â® d0 |d. ¨¡®«ì訩 ®¡é¨© ¤¥«¨â¥«ì ¬®£®ç«¥®¢ f1 , . . . , fm , ®¡®§ ç ¥âáï «¨¡® (f1 , . . . , fm ), «¨¡® (f1 , . . . , fm ). (2) ¥á«¨
।«®¦¥¨¥
8.13.
(f1 , . . . , fm ),
®¯à¥¤¥«¥ ®¤®§ ç®, á â®ç®áâìî ¤® ¬®¦¨-
⥫ï ã«¥¢®© á⥯¥¨ (¥ã«¥¢®© ª®áâ âë). ஬¥ ⮣®,
(f1 , (f2 , . . . , fm )). §«®¦¨¬ «£®à¨â¬ ¢ª«¨¤ 宦¤¥¨ï ¨¡®«ì襣® ®¡é¥£® ¤¥«¨â¥«ï ¤¢ãå ¬®£®ç«¥®¢
f, g , g 6= 0.
㤥¬ ¤¥«¨âì á ®áâ ⪮¬.
f = q 1 g + r1 , deg r1 < deg g; g = q 2 r1 + r2 , deg r2 < deg r1 ; r 1 = q 3 r 2 + r3 , deg r3 < deg r2 ; ............................................ rk = qk+2 rk+1 + rk+2 , deg rk+2 < deg rk+1 ; rk+1 = qk+3 rk+2 . ⬥⨬, çâ® ¢ (37) ç¨á«®
k
áãé¥áâ¢ã¥â, ¯®áª®«ìªã á⥯¥¨ ®áâ ⪮¢ ã¡ë¢ îâ.
(37)
2.
¥®à¥¬
41
(f, g) = rk+2 .
8.14.
®ª § ⥫ìá⢮.
§ ¯à¥¤¯®á«¥¤¥£® à ¢¥á⢠¢ (37) ¢ë⥪ ¥â, çâ®
¤. ®¤¨¬ ïáì ¢¢¥àå ¯®«ãç ¥¬, çâ®
rk+2 |rk+1 ,
¨ â.
rk+2 |g, rk+2 |f .
d0 |f, d0 |g , â® ¨§ ¯¥à¢®£® à ¢¥á⢠¢ (37) ¯®«ãç ¥¬, çâ® d0 |r1 , ¨§ ¢â®à®£® ¢¨§, ¯®«ãç ¥¬, çâ® d0 |rk+2 .
¡à â®, ¥á«¨ {
0
d |g .
¢¨£ ïáì
«¥¤á⢨¥
u 1 , . . . , um ,
8.15. ãáâì
d = (f1 , . . . , fm ).
®£¤ áãé¥áâ¢ãîâ â ª¨¥ ¬®£®ç«¥ë
çâ®
d = u1 f1 + · · · + um fm . ®ª § ⥫ìá⢮.
g.
ᨫ㠯।«®¦¥¨ï 8.13 ¬®¦® áç¨â âì, çâ®
m = 2, ¨ f1 = f, f2 =
áâ ¥âáï ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï «£®à¨â¬®¬ (37). 8.16. ®£®ç«¥ë
¯à¥¤¥«¥¨¥ ।«®¦¥¨¥
f1 , . . . , fm
8.17. ®£®ç«¥ë
¢§ ¨¬® ¯à®áâë , ¥á«¨
f1 , . . . , fm ¢§ ¨¬® ¯à®áâë, u1 , . . . , um , çâ®
ª®£¤ áãé¥áâ¢ãîâ â ª¨¥ ¬®£®ç«¥ë
(f1 , . . . , fm ) = 1.
⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ ,
1 = u1 f1 + · · · + um fm . 8.18. ®£®ç«¥
¯à¥¤¥«¥¨¥
p
á⥯¥¨
p
deg p ≥ 1
§ë¢ ¥âáï ¥¯à¨¢®¤¨¬ë¬ , ¥á«¨
¥ à §« £ ¥âáï ¢ ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ ¬®£®ç«¥®¢ ¬¥ì襩 á⥯¥¨. ¯à ¦¥¨¥
8.19. ®ª § âì, çâ®
(1) «î¡®© ¬®£®ç«¥ ¯¥à¢®© á⥯¥¨, (2) ¬®£®ç«¥
X 2 + 1 ∈ R[X]
¥¯à¨¢®¤¨¬. ।«®¦¥¨¥
«¨¡®
8.20. ãáâì
®ª § ⥫ìá⢮.
0,
¥¯à¨¢®¤¨¬ ¨
p ∈ R[X]
f ∈ R[X].
®£¤ «¨¡®
(p, f ) = 1,
p|f .
«¨¡®
ãáâì
d = (p, f ),
¨
f = f 0 d.
ᨫ㠮¯à¥¤¥«¥¨ï 8.18 «¨¡®
deg d =
deg d = deg p.
¯¥à¢®¬ á«ãç ¥ ¯® ¯à¥¤«®¦¥¨î 8.7 í«¥¬¥â ãáâì −1 0
f = pc
f
d = 1. deg d = deg p. ®£¤ p = dc,
d ®¡à ⨬, â.
¥. ¢ ᨫ㠯।«®¦¥¨ï 8.13
¬®¦® áç¨â âì, çâ®
p|f ,
«¨¡®
{ ¥ã«¥¢ ï ª®áâ â , â. ¥.
d = pc−1 .
âáî¤
8.21. ãáâì
p ∈ R[X]
p|(f g),
£¤¥
® ¯à¥¤«®¦¥¨î 8.20 ¬®¦® áç¨â âì, çâ®
¯® ¯à¥¤«®¦¥¨î 8.17. âáî¤
¥®à¥¬
¥¯à¨¢®¤¨¬ ¨
f, g ∈ R[X].
®£¤
p|g .
®ª § ⥫ìá⢮.
f u + pv
c
.
।«®¦¥¨¥
«¨¡®
£¤¥
g = 1g = f gu + pvg.
®í⮬ã
(p, f ) = 1. p|g .
®£¤
1=
8.22. î¡®© ¥ã«¥¢®© ¬®£®ç«¥ à §« £ ¥âáï ¢ ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ ¥¯à¨¢®¤¨-
¬ëå ¬®£®ç«¥®¢.
᫨
f = p 1 · · · pn = q 1 · · · q m
(38)
{ ¤¢ à §«®¦¥¨ï ¢ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï ¥¯à¨¢®¤¨¬ëå ¬®£®ç«¥®¢
n = m,
¨ áãé¥áâ¢ã¥â â ª ï ¯¥à¥áâ ®¢ª
σ ∈ Sn ,
çâ®
p1 , . . . , pn , q1 , . . . , qm , â® pi = ci qσi , £¤¥ ci { ¥ã«¥¢ ï
ª®áâ â . ®ª § ⥫ìá⢮. ãé¥á⢮¢ ¨¥.
¤ãªæ¨ï ¯®
deg f .
«ãç ©
deg f = 1
®ç¥¢¨¤¥, â ª ª ª ¢ í⮬ á«ãç ¥
ãáâì ¤«ï ¬¥ìè¨å á⥯¥¥© ã⢥ত¥¨¥ ¤®ª § ®.
᫨
f
f
¥¯à¨¢®¤¨¬.
¥¯à¨¢®¤¨¬, â® ã⢥ত¥¨¥
42
8.
¤®ª § ®.
᫨
f = gh,
£¤¥
deg g, deg g < deg f ,
⮠㦮 ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ¨¤ãªæ¨¥© ¤«ï
g, h. ¤ãªæ¨ï ¯®
¤¨á⢥®áâì.
deg f .
«ãç ©
deg f = 1
®ç¥¢¨¤¥. ãáâì ¤«ï ¬¥ì-
è¨å á⥯¥¥© ã⢥ত¥¨¥ ¤®ª § ®, ¨ ¢ë¯®«¥® (38). ® ¯à¥¤«®¦¥¨î 8.21 ¥ª®â®à®£® ¯®«ãç ¥¬
i. ¥à¥ã¬¥à®¢ë¢ ï, ¬®¦® áç¨â âì, çâ® i = 1. q1 = c1 p1 , £¤¥ c1 { ¥ã«¥¢ ï ª®áâ â . ®£¤
p1 |qi
¤«ï
ᨫ㠥¯à¨¢®¤¨¬®áâ¨
q1
p1 (p2 · · · pn − (c1 q2 )q3 · · · qm ) = 0. ® ¯à¥¤«®¦¥¨î 8.8 ¨ ã¯à ¦¥¨î 7.24 ¯®«ãç ¥¬, çâ®
p2 · · · pn − (c1 q2 )q3 · · · qm = 0, ¨«¨
p2 · · · pn = (c1 q2 )q3 · · · qm . ¯® ¨¤ãªæ¨¨
n−1=m−1
¯à¥¤¥«¥¨¥
¨
pi = ci qi , i ≥ 2, ci ∈ R∗ .
8.23. ᨫã ⥮६ë 8.22 ª ¦¤ë© ¥ã«¥¢®© ¬®£®ç«¥
f ∈ R[X]
®¤-
®§ ç® ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥
c ∈ R∗ ,
f = pl11 · · · plnn , £¤¥
pi
¢
p1 , . . . , pn f. p
(39)
{ ã¨â àë¥ ¥¯à¨¢®¤¨¬ë¥ ¬®£®ç«¥ë. ¨á«®
8.24. ãáâì
¥®à¥¬
¬®£®ç«¥
li ∈ N ∪ 0,
¢
f,
char R = 0, ¨ f ∈ R[X] \ 0. p ¢ f 0 à ¢ k − 1.
᫨
k
li
§ë¢ ¥âáï ªà â®áâìî
{ ªà â®áâì ¥¯à¨¢®¤¨¬®£®
â® ªà â®áâì ¬¥¥¬
®ª § ⥫ìá⢮.
f = pk g ,
£¤¥
(p, g) = 1.
®£¤
f 0 = kpk−1 p0 g + pk g = pk−1 (kp0 g + pg 0 ).
(40)
pk−1 |f 0 .
᫨ pk |f 0 , â® ¯® p|(kp0 g + pg 0 ), ¨ ¯®í⮬ã p|kp0 g . p|kp0 , «¨¡® p|g , ® ¢â®à®¥ ¥¢®§¬®¦® ¯® ¯à¥¤¯®«®¦¥¨î, ¯à¥¤¯®«®¦¥¨î kp0 6= 0 ¨ deg(kp0 ) < deg p.
«¥¤®¢ ⥫ì®,
® ¯à¥¤«®¦¥-
¨î 8.21 «¨¡®
¯¥à¢®¥ ¥¢®§-
¬®¦®, ¨¡® ¯®
«¥¤á⢨¥
8.25. ãáâì
char R = 0,
¨
f ∈ R[X] \ 0
d = (f, f 0 ) = pl11 −1 · · · plnn −1 ,
¨
¨¬¥¥â à §«®¦¥¨¥ (39). ®£¤
f = p1 · · · p n . d
3. ®à¨ ¬®£®ç«¥®¢ ¯à¥¤¥«¥¨¥
· · · + an cn .
8.26. ãáâì
R
{ ¯®«¥ ¨
«¥¬¥â ï¥âáï ª®à¥¬
¯à ¦¥¨¥
8.27. ãáâì
a,
c ∈ R. «ï a a(c) = 0.
f, g ∈ R[X].
¥®à¥¬
8.28 (¥®à¥¬ ¥§ã) . «¥¬¥â
âáî¤
(f g)(c) = f (c)g(c). c ∈ R
ï¥âáï ª®à¥¬
f ∈ R[X]
⮣¤ ¨
(X − c)|f .
®ª § ⥫ìá⢮.
r ∈ R.
a(c) = a0 + a1 c +
®£¤
(f + g)(c) = f (c) + g(c), ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
¨§ (36) ¯®«®¦¨¬
¥á«¨
r = f (c).
¥«ï
f
á ®áâ ⪮¬
X −c
¯®«ãç ¥¬, çâ®
f = (X − c)q + r,
£¤¥
3.
⬥⨬, çâ® ¥á«¨
X − c,
¯®«ãç ¥¬ ¤«ï
f
c ∈ R,
43
â® ¤¥«ï «î¡®© ¬®£®ç«¥ ¯®á«¥¤®¢ â¥«ì® á ®áâ ⪮¬
à §«®¦¥¨¥ ¥©«®à
f = b0 + b1 (X − c) + · · · + bn (X − c)n .
(41)
§«®¦¨¬ á奬㠮à¥à ¤«ï ¡ëáâண® ¢ëç¨á«¥¨ï ª®íää¨æ¨¥â®¢
¢ (41) ¯® ª®íää¨æ¨-
¥â ¬
ãáâì
f.
«ï í⮣® 㦮 㬥âì ¤¥« âì ®¤¨ è £ ¤¥«¥¨ï n
f = a0 + a1 X + · · · + an X = g(X − c) + r,
bi X − c.
r ∈ R,
(42)
£¤¥
g = s0 + s1 X + · · · + sn−1 X n−1 . ®¤áâ ¢«ïï ¢ (42) ¯®«ãç ¥¬
a0 + a1 X + · · · + an X n = (X − c)(s0 + s1 X + · · · + sn−1 X n−1 ) + r. à¨à ¢¨¢ ï ª®íää¨æ¨¥âë ¯à¨ ®¤¨ ª®¢ëå á⥯¥ïå
X,
¯®«ãç ¥¬
an = sn−1 an−1 = sn−2 − csn−1 ........................ a1 = s0 − cs1 a0 = r − cs0 . âáî¤
sn−1 = an sn−2 = an−1 + csn−1 ........................ s0 = a1 + cs1 r = a0 + cs0 . ®à¬ã«ë (43) ¯®§¢®«ïîâ ¡ëáâà® §
(43)
㬮¦¥¨© ¢ëç¨á«¨âì
n
r = f (c).
¥§ã«ìâ âë íâ¨å
¢ëç¨á«¥¨© ®¡ëç® § ¯¨áë¢ îâáï ¢ ¢¨¤¥ â ¡«¨æë
an c a0 = sn−1 ¥«ï ¤ «¥¥
g
an−1 sn−2
X − c ¯®«ãç ¥¬,
á ®áâ ⪮¬
... ...
a1 s1
a0 r
(44)
¯®«ãç ¥¬ ä®à¬ã«ã ¥©«®à . ¥§ã«ìâ âë íâ¨å
¢ëç¨á«¥¨© § ¯¨è¥¬ ¢ â ¡«¨æã
an c an = sn−1 c an = tn−2
£¤¥
bi
an−1 sn−2 tn−3
... ... ... . . .
. . .
. . .
. . .
c c
an = u1 an = bn
u0 = bn−1
a1 s1 t 0 = b1
a0 r = b0 (45)
,
¨§ (41).
¯à¥¤¥«¥¨¥
8.29. à â®áâìî ª®àï
¢®¤¨¬®£® ¬®¦¨â¥«ï k+1
(X − c)
X −c
¢
f.
c ¬®£®ç«¥ f
§ë¢ ¥âáï ªà â®áâì ¥¯à¨-
à㣨¬¨ á«®¢ ¬¨, ªà â®áâì à ¢
k,
¥á«¨
- f.
â® ®¯à¥¤¥«¥¨¥ ᮣ« ᮢ ® á ⥮६®© ¥§ã 8.28 ¯à ¦¥¨¥
8.30. «¥¤ãî騥 ãá«®¢¨ï íª¢¨¢ «¥âë:
(1) ªà â®áâì ª®àï
c
¬®£®ç«¥
f
à ¢
k;
(2) ¢ ä®à¬ã«¥ ¥©«®à
f = bk (X − c)k + bk+1 (X − c)k+1 + · · · + bn (X − c)n ,
bk 6= 0.
(X − c)k |f ,
®
44
8.
᫨
c1 , . . . , cm
{ à §«¨çë¥ ª®à¨
f
á ªà â®áâﬨ k1
f = (X − c1 )
k1 , . . . , km , km
· · · (X − cm )
â®
g.
®í⮬ã á¯à ¢¥¤«¨¢® 8.31. 㬬 ç¨á« ª®à¥© (á ªà â®áâﬨ) ¥ ¯à¥¢®á室¨â á⥯¥¨
।«®¦¥¨¥
¬®£®ç«¥ . 8.32. ãáâì
¯à ¦¥¨¥
R { ¯®«¥ å à ªâ¥à¨á⨪¨ 0. «¥¬¥â c ∈ R ï¥âáï ªà â≥ 2) ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ c ®¡é¨© ª®à¥ì ¬®£®-
ë¬ ª®à¥¬ (ª®à¥¬ ªà â®á⨠童 ¨ ¥£® ¯à®¨§¢®¤®©.
4. â¥à¯®«ïæ¨ï
ãáâì
a0 , a − 1, . . . , an ,
{ ¯®«¥ á à §«¨ç묨 í«¥¬¥â ¬¨
R
¨
b0 , b − 1, . . . , bn ∈ R.
áᬮâਬ ¨â¥à¯®«ïæ¨®ë© ¬®£®ç«¥ £à ¦
F =
n X
bi
i=0
¥®à¥¬
8.33.
(X − a0 ) · · · (X − ai−1 )(X − ai+1 ) · · · (X − an ) . (ai − a0 ) · · · (ai − ai−1 )(ai − ai+1 ) · · · (ai − an ) ¨
deg F ≤ n
F (aj ) = bj
¤«ï ¢á¥å
(46)
j = 0, . . . , n.
®ª § ⥫ìá⢮.
F (aj ) =
n X
bi
i=0
¥®à¥¬
F (aj ) = bj
(aj − a0 ) · · · (aj − ai−1 )(aj − ai+1 ) · · · (aj − an ) = bj . (ai − a0 ) · · · (ai − ai−1 )(ai − ai+1 ) · · · (ai − an )
8.34. ãé¥áâ¢ã¥â ¢ â®ç®á⨠®¤¨ ¬®£®ç«¥
¤«ï ¢á¥å
®ª § ⥫ìá⢮.
G = F1 − F2 6= 0,
F
á⥯¥¨
≤n
á ãá«®¢¨¥¬
j = 0, . . . , n. ãáâì áãé¥áâ¢ãîâ ¤¢ ¬®£®ç«¥
deg G ≤ n,
¯à¨ç¥¬
¨ í«¥¬¥âë
F1 , F2 á í⨬ ãá«®¢¨¥¬. ®£¤ a0 , a − 1, . . . , an ï¥âáï ¥£® ª®àﬨ.
â® ¯à®â¨¢®à¥ç¨â ⥮६¥ 8.31. «¥¤á⢨¥
8.35. ãáâì
ª®¢ãî äãªæ¨î ¥®à¥¬
R,
R { ¡¥áª®¥ç®¥ ¯®«¥.
᫨ ¤¢ ¬®£®ç«¥ f, g f (c) = g(c) ¤«ï ¢á¥å c ∈ R, â® f = g .
§ ¤ îâ ®¤¨-
â. ¥.
8.36. ãáâì
{ ¯®«¥ ¨§
R
§ ¤ ¥â ã«¥¢ãî äãªæ¨î
q
í«¥¬¥â®¢. ®£¤ ¥ã«¥¢®© ¬®£®ç«¥
Xq − X
R.
R∗ ¯®«ï R ®¡à §ãîâ ¬ã«ì⨯«¨ª ⨢ãî c ∈ R∗ , â® ¯®à冷ª c ¢ í⮩ £à㯯¥ ¤¥«¨â q−1 ¯® á«¥¤á⢨î 6.40. ®í⮬㠯® ¯à¥¤«®¦¥¨î 6.16 cq−1 = 1, ®âªã¤ cq = c. â® à ¢¥á⢮ ¢¥à® ¨ ¤«ï ã«¥¢®£® ®ª § ⥫ìá⢮.
£à㯯㠯®à浪
q−1.
ᥠ¥ã«¥¢ë¥ í«¥¬¥âë
᫨
í«¥¬¥â . 5. ®à¨ ¬®£®ç«¥®¢ ¤ ¥®à¥¬
8.37 (ᮢ ï ⥮६ «£¥¡àë) . ãáâì
ãî á⥯¥ì. ®£¤
f
C
¨
R
f ∈ C[X]
¨¬¥¥â ¯®«®¦¨â¥«ì-
¨¬¥¥â ª®¬¯«¥ªáë© ª®à¥ì.
®ª § ⥫ìá⢮.
ਢ¥¤¥¬ ¤¢ ¤®ª § ⥫ìá⢠í⮩ ⥮६ë.
¥à¢®¥ ¤®ª § ⥫ìá⢮
ãáâì
f
¥ ¨¬¥¥â ª®¬¯«¥ªáëå ª®à¥©. ®£¤
⥮६¥ ¨ã¢¨««ï ® ¯®áâ®ï . ® ⮣¤ ¨
f
F =
1 f
«¨â¨ç ¢
C ¨ ®£à ¨ç¥ .
®
¯®áâ®ï , çâ® ¥¢¥à® ¯® á«¥¤á⢨î 8.35.
5.
C
45
R
â®à®¥ ¤®ª § ⥫ìá⢮
8.38. ãáâì
¥¬¬
¨¬¥¥â ¯®«®¦¨â¥«ìãî á⥯¥ì.
f ∈ C[X]
᫨
z → ∞,
¯®
|f (z)| → ∞. ®ª § ⥫ìá⢮.
᫨
f
¨¬¥¥â ¢¨¤
f = a0 + a1 X + · · · + an X n ,
an 6= 0.
(47)
®£¤
a0 |an−1 | |a0 | an−1 n |f (z)| = |z| |an + + · · · + n | ≥ |z| |an | − − ··· − n . |z| |z| |z| |z| n
à®á⮬
|z|
ç¨á«®
®£à ¨ç¥® ᨧ㠥ª®â®àë¬ ¥¬¬
8.39 (¥¬¬ « ¬¡¥à ) .
᫨
®ªà¥áâ®áâ¨
z0
©¤¥âáï â ª®¥ ç¨á«®
®ª § ⥫ìá⢮.
¦¥¨¥
ãáâì
|an−1 | |a0 | − ··· − n . |z| |z| M . ®í⮬ã |f (z)| ≥ |z|n M . |an | −
f (z0 ) 6= 0,
z1 ∈ C
¨
§«®¦¨¬
f (z)
z,
f
çâ®
¨¬¥¥â ¢¨¤ (47) ¨
f (z0 ) 6= 0,
â® ¢ «î¡®©
|f (z)| < |f (z0 )|.
¢ àï¤ ¥©«®à ¢ ®ªà¥áâ®áâ¨
z0 .
¥«ï íâ® à §«®-
¯®«ãç ¥¬
f (z) = 1 + cp z p + cp+1 z p+1 + · · · + cn z n , cp , cn 6= 0. f (z0 ) 1 z1p = − .
᫨ z = z0 + tz1 , t ∈ (0, 1) ⊆ R, â® cp f (z) = 1 − tp + tp+1 hn−p−1 (t), f (z0 )
£¤¥
hn−p−1 (t) ∈ C[t]
¨¬¥¥â á⥯¥ì
1 t< C(n − p)
n − p − 1.
᫨
C
{ ¬ ªá¨¬ã¬ ¬®¤ã«¥© ª®íää¨æ¨¥â®¢
hn−p−1 (t), â® ¯à¨ f (z) p p p+1 = 1 − tp (1 − C(n − p)t) < 1. f (z0 ) ≤ 1 − t + |hn−p−1 (t)| ≤ 1 − t + C(n − p)t f ∈ C[X] ¨¬¥¥â ¯®«®¦¨â¥«ìãî áâ¥∞ > M = inf z∈C |f (z)| > 0. 롥६ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì â ª¨å zk , çâ® f (zk ) → M .
᫨ íâ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì ¥®£à ¨ç¥ , â® ¨§ ¯®¤¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì zik → ∞. ®«ãç ¥âáï ¯à®â¨¢®à¥ç¨¥ á «¥¬¬®©
¢¥à訬 ¢â®à®¥ ¤®ª § ⥫ìá⢮ ⥮६ë.
᫨ ¯¥ì, ¨ ã
f
¥â ª®à¥©, â®
ª®¬¯«¥ªáëå ç¨á¥« ¥¥ ¬®¦® ¢ë¡à âì 8.38.
ãáâì ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì
zk
®£à ¨ç¥ . ᨫ㠯®«®âë
C
¢ ¥© ¬®¦® ¢ë¡à âì
á室ïéãîáï ¯®¤¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì. ¥§ ®£à ¨ç¥¨ï ®¡é®á⨠¬®¦® áç¨â âì, çâ® íâ® ®£¤
f (zk ) → f (z0 ) = M .
ᨫ㠫¥¬¬ë
8.40. ¥¯à¨¢®¤¨¬ë¥ ¬®£®ç«¥ë ¤
C ¨¬¥îâ á⥯¥ì 1.
ç áâ®áâ¨,
¨á室 ï ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì. â ª,
zk → z0 .
« ¬¡¥à ¯®«ãç ¥¬ ¯à®â¨¢®à¥ç¨¥. «¥¤á⢨¥
ª ¦¤ë© ¬®£®ç«¥
f ∈ C[X]
®¤®§ ç® ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥
f = a(X − c1 )k1 · · · (X − cm )km , £¤¥
c1 , . . . , cm
à §«¨çë¥ ª®à¨
®ª § ⥫ìá⢮.
f
ªà â®á⥩
a ∈ C,
k1 , . . . , km .
®á¯®«ì§®¢ âìáï ⥮६ ¬¨ 8.37, 8.28.
46
8.
8.41. ãáâì
।«®¦¥¨¥
®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
f
f ∈ R[X]
¨
c∈C
{ ª®à¥ì
f.
®£¤
c
â ª¦¥ ª®à¥ì
f.
¨¬¥¥â ¢¨¤ 47. ®£¤
0 = f (c) = a0 + a1 c + · · · + an cn = a0 + a1 c + · · · + an cn = a0 + a1 c + · · · + an cn = f (c).
¯à ¦¥¨¥
ª®à¥ì
f
8.42. ãáâì
ªà â®áâ¨
¥®à¥¬
f ∈ R[X]
¨
c∈C
{ ª®à¥ì
8.43. ¥¯à¨¢®¤¨¬ë¥ ¬®£®ç«¥ë ¤
ª ¦¤ë© ¬®£®ç«¥
f
ªà â®áâ¨
k.
®£¤
c
â ª¦¥
k. f ∈ R[X]
R
¨¬¥îâ á⥯¥ì
≤ 2.
ç áâ®áâ¨,
®¤®§ ç® ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥
f = a(X − c1 )k1 · · · (X − cm )km (X 2 + p1 X + q1 )l1 · · · (X 2 + ps X + qs )ls , £¤¥ c1 , . . . , cm à §«¨çë¥ ª®à¨ f ªà â®á⥩ k1 , . . . R[X] à §«¨çë ¨ ¥ ¨¬¥îâ ¢¥é¥á⢥ëå ª®à¥©.
, km ,
¬®£®ç«¥ë
a ∈ R,
2
(X + pi X + qi )li ∈
ਢ¥¤¥¬ ®æ¥ªã ¬®¤ã«¥© ª®à¥© ª®¬¯«¥ªá®£® ¬®£®ç«¥ . ¥®à¥¬
ak+1 = 0,
¨
8.44. ãáâì
an , ak 6= 0,
£¤¥
f ∈ C[X] ¨¬¥¥â ¢¨¤ 0 ≤ k < n. ®«®¦¨¬
(47). ।¯®«®¦¨¬, çâ®
an−1 = · · · =
B = max(|ak |, |ak−1 |, . . . , |a0 |).
᫨
z∈C
{ ª®à¥ì
f,
®ª § ⥫ìá⢮.
â®
B . |an |
s
B . |an |
|z| < 1 +
|z| ≥ 1 +
n−k
ãáâì
®áâ â®ç® ¯®ª § âì, çâ® n
s
n−k
|f (z)| > 0.
¥©á⢨⥫ì®,
k
|f (z)| = |an z + ak z + · · · + a1 z + a0 | ≥ |an z n | − |ak z k + · · · + a1 z + a0 | ≥ Pk Pk |z|k+1 − 1 |an ||z|n − j=0 |aj ||z|j ≥ |an ||z|n − B j=0 |z|j = |an ||z|n − B = |z| − 1 |an | B B |an | B |z|n (|z| − 1) − |z|k+1 + > |z|n (|z| − 1) − |z|k+1 = |z| − 1 |an | |an | |z| − 1 |an | k+1 |an ||z| B |z|n−k−1 (|z| − 1) − . |z| − 1 |an | ª¨¬ ®¡à §®¬, ®áâ ¥âáï ¯®ª § âì, çâ®
|z|n−k−1 (|z| − 1) >
B . |an |
® ãá«®¢¨î
|z| − 1 ≥ α =
s
n−k
B > 0. |an |
®í⮬ã
|z|n−k−1 (|z| − 1) − ¨¡®
1 + α > α.
B ≥ (1 + α)n−k−1 α − αn−k = α[(1 + α)n−k−1 − αn−k−1 ] > 0, |an |
5.
C
47
R
ਢ¥¤¥¬ «£®à¨â¬ âãଠ¯à¨¡«¨¦¥®£® 宦¤¥¨ï ¢¥é¥á⢥ëå ª®à¥© ¬®-
f ∈ R[X], â® ¯® á«¥¤áâf ¢¨î 8.25 ¬®£®ç«¥ ∈ R[X] ¨¬¥¥â ⥠¦¥ ª®à¨, çâ® ¨ f , ® ¨å ªà â®á⨠áâ ®¢ïâáï (f, f 0 ) f à ¢ë¬¨ 1, â. ¥. ¥ ¨¬¥¥â ªà âëå ª®à¥©. (f, f 0 )
£®ç«¥®¢ ¢¥é¥á⢥묨 ª®íää¨æ¨¥â ¬¨. ¬¥â¨¬, çâ® ¥á«¨
¥®à¥¬
8.45 (âãà¬) . ãáâì
á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì âãà¬
f ∈ R[X] ¥ ¨¬¥¥â ªà âëå ª®à¥©. ®áâந¬ ¯®f1 = f 0 . «¥¥ ª ¦¤®¥ ¤«ï «î¡®£® i ≥ 2 ç¥à¥§ fi ¤¥«¥¨ï fi−2 fi−1 , â. ¥.
f0 = f,
®¡®§ 稬 ®áâ ⮪ á® § ª®¬ - ®â
¨
fi−2 = gi−1 fi−1 − fi . ãáâì
u
®£® ç¨á«
{ ¢¥é¥áâ¢¥ë¥ ç¨á« , ¥ ïî騥áï ª®àﬨ ç¥à¥§
W (a)
®£¤ ç¨á«® ¢¥é¥á⢥ëå ª®à¥© ¢ ®ª § ⥫ìá⢮.
8.46.
᫨
f.
«ï «î¡®£® ¢¥é¥á⢥-
®¡®§ 稬 ç¨á«® ¯¥à¥¬¥ § ª®¢ ¢ àï¤ã
f0 (a), f1 (a), . . . , fn (a),
¥¬¬
(48)
[u, v]
(49)
n = deg f.
à ¢®
W (u) − W (v).
¬ ¯®âॡã¥âáï àï¤ «¥¬¬.
fi (c) = 0,
â®
fi+1 (c) 6= 0.
஬¥ ⮣®, ¥á«¨
i > 0,
â®
fi−1 (c) =
−fi+1 (c). ®ª § ⥫ìá⢮.
ªà âë© ª®à¥ì
f,
᫨ ¡ë
fi (c) = fi+1 (c) = 0,
â® ¯® (48)
f (c) = f 0 (c) = 0,
â. ¥.
c
{
çâ® ¥¢®§¬®¦® ¢ ᨫã (8.24) (¬. â ª¦¥ ã¯à ¦¥¨¥ 8.32).
â®à®¥ ã⢥ত¥¨¥ ¢ë⥪ ¥â ¨§ (48). ¥¬¬
8.47. ãáâì
fi−1 (x), fi+1 (x)
fi (c) = 0,
£¤¥
¨¬¥îâ à §ë¥ § ª¨ ¯à¨
®ª § ⥫ìá⢮.
i > 0. ®£¤ áãé¥áâ¢ã¥â x ∈ (c − ε, c + ε).
㦮 ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ¥¯à¥à뢮áâìî
fj
â ª®¥
¤«ï ¢á¥å
ε > 0,
çâ®
j.
∈ (u, v) ¥ ï¥âáï ª®à¥¬ f . áᬮâਬ fj (c) 6= 0, â® ¢ ¥ª®â®à®© ®ªà¥áâ®á⨠c ¢á¥ fj (c) ¨¬¥îâ ¯®áâ®ïë© § ª. ®í⮬ã W (x) ¯®áâ®ï® ¢ í⮩ ®ªà¥áâ®á⨠c.
᫨ ¦¥ ¥ª®â®à®¥ fj (c) = 0, j ≥ 1, â® ¢ ¥ª®â®à®© ®ªà¥áâ®á⨠c ¯® «¥¬¬¥ 8.47 äãªæ¨¨ fj−1 (x), fj+1 (x) ¨¬¥îâ ¯®áâ®ïë© § ª, ¨ ¯®í⮬ã ç¨á«® ¯¥à¥¬¥ § ª®¢ ¢ àï¤ã ¢¥à訬 ¤®ª § ⥫ìá⢮ ⥮६ë. ãáâì
¯®¢¥¤¥¨¥ äãªæ¨¨
W (x)
¢ ®ªà¥áâ®áâ¨
fj−1 (x),
c.
᫨ ¢á¥
fj (x),
(50)
fj+1 (x)
¯®áâ®ï®. ¥àï ¯¥à¥á¥ç¥¨¥ íâ¨å ®ªà¥áâ®á⥩
¤«ï ¢á¥å j , ¯®«ãç ¥¬ ®ªà¥áâ®áâì c, ¢ W (x) ¯®áâ®ï®. ãáâì f (c) = 0. ® «¥¬¬¥ 8.46 ¨¬¥¥¬ f1 (c) 6= 0. ãáâì f1 (c) > 0. ®£¤ ¢ ¥ª®â®à®© ®ªà¥áâ®á⨠U â®çª¨ c äãªæ¨ï f (x) ¢®§à áâ ¥â. ãáâì f (x) < 0, f (y) > 0, ¯à¨ ª®â®à®©
x, y ∈ U,
(51)
x < c < y.
᫨ fj (c) 6= 0, â® ¬®¦® áç¨â âì, çâ® fj (x) ¨¬¥¥â ¯®áâ®ïë© § ª ¢ U .
᫨ fj (c) = 0, j > 1, â® ¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¢ àï¤ã (50) ç¨á«® ¯¥à¥¬¥ § ª®¢ ¯®áâ®ï®. «¥¤®¢ ⥫ì®, ¤«ï
W (a) ¯¥à¥¬¥ § ª®¢ ¢ àï¤ã (49) ¯®«ãç ¥¬ W (x) − W (y) = 1, ¥á«¨ x, y ¨§ (51). f1 (c) < 0. ®£¤ ¢ ¥ª®â®à®© ®ªà¥áâ®á⨠U â®çª¨ c äãªæ¨ï f (x) ã¡ë¢ ¥â. ãáâì f (x) > 0, f (y) < 0, ¯à¨
ç¨á«
ãáâì
x, y ∈ U,
(52)
x < c < y.
᫨ fj (c) 6= 0, â® ¬®¦® áç¨â âì, çâ® fj (x) ¨¬¥¥â ¯®áâ®ïë© § ª ¢ U .
᫨ fj (c) = 0, j > 1, â® ¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¢ àï¤ã (50) ç¨á«® ¯¥à¥¬¥ § ª®¢ ¯®áâ®ï®. «¥¤®¢ ⥫ì®, ¤«ï ç¨á«
W (a)
¯¥à¥¬¥ § ª®¢ ¢ àï¤ã (49) ¯®«ãç ¥¬
W (x) − W (y) = 1,
¥á«¨
x, y
¨§ (52).
48
8.
6. ¥¯à¨¢®¤¨¬ë¥ ¬®£®ç«¥ë ¤ ¯à¥¤¥«¥¨¥
8.48. ®£®ç«¥ ¨§
Z[X] §ë¢ ¥âáï
Z
¨
Q
¯à¨¬¨â¨¢ë¬ , ¥á«¨ ¯à¨ç¥¬ ¨-
¡®«ì訩 ®¡é¨© ¤¥«¨â¥«ì ¢á¥å ¥£® ª®íää¨æ¨¥â®¢ à ¢¥ 1. ¥®à¥¬
8.49 ( ãáá) . ந§¢¥¤¥¨¥ ¯à¨¬¨â¨¢ëå ¬®£®ç«¥®¢ ï¥âáï
¯à¨¬¨â¨¢ë¬. ®ª § ⥫ìá⢮.
f, g ∈ Z[X] ¯à¨¬¨â¨¢ë, ® f g ¥ ¯à¨¬¨â¨¢®. ®£¤ áãp, ¤¥«ï饥 ¢á¥ ª®íää¨æ¨¥âë f g . ¥à¥©¤¥¬ ª ª®«ìæã ¢ëç¥â®¢ f, g ¢ Zp [X], â® ¢ Zp [X] ¯®«ãç ¥¬ f g = 0, çâ® ¥¢®§¬®¦®, â ª ª ª ãáâì
é¥áâ¢ã¥â ¯à®á⮥ ç¨á«®
Zp .
᫨ f , g { ®¡à §ë Zp [X] { ®¡« áâì.
᫨
f ∈ Q[X] \ 0,
â®
f =
¯à¨¬¨â¨¢ë© ¬®£®ç«¥. ¥®à¥¬
£¤¥
8.50. ãáâì
u, v ∈ Z[X],
¨
f ∈ Z[X] u = ±1e g , v = ±1e h.
®ª § ⥫ìá⢮.
c, d ∈ Z,
¨
n e f, m
(c, d) = 1.
£¤¥
¯à¨¬¨â¨¢¥, ¨
r g = ge, s rc e f= geh, ¨«¨ sd
¯à¨ç¥¬
f = gh,
r, s ∈ Z,
¬¥¥¬
â ª,
n, m ∈ Z,
¨
(n, m) = 1,
£¤¥
g, h ∈ Q[X].
(r, s) = 1.
fe ∈ Z[X],
¨
®£¤
«®£¨ç®,
f = uv ,
h =
® ⥮६¥ 8.49 ¨¡®«ì訩 ®¡é¨© ¤¥«¨â¥«ì ª®íää¨æ¨¥â®¢ ¯à ¢®© ç á⨠(53) à ¢¥
«¥¤á⢨¥
8.51. ®£®ç«¥
sd.
âáî¤
f ∈ Z[X]
rs = ±cd.
¥à §«®¦¨¬ ¢
âáî¤
¥®à¥¬
8.52 (à¨â¥à¨© ©§¥è⥩ ) . ãáâì
p - an ; p|an−1 , . . . , p|a1 , p|a0 ; (3) p2 - a0 . ®£¤ ¬®£®ç«¥ f ¥¯à¨¢®¤¨¬
p,
rs,
f = ±e ge h.
¢ ¯à®¨§¢¥¤¥¨¥ ¬®£®ç«¥-
Z[X]
®¢ ¬¥ì襩 á⥯¥¨ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤ ® ¥¯à¨¢®¤¨¬ ¢
áãé¥áâ¢ã¥â â ª®¥ ¯à®á⮥ ç¨á«®
ce h, d (53)
(sd)f = (rc)e ge h,
á ¤à㣮© áâ®à®ë, ¯® (53) ® à ¢¥
{
f ∈ Z[X]
Q[X].
¨¬¥¥â ¢¨¤ (47), ¯à¨ç¥¬
çâ®
(1) (2)
¢
Q[X].
d = ¢á¥å ª®íää¨æ¨¥â®¢ f . ®£¤ p - d. ®í⮬ã f ¬®¦® f ¯à¨¬¨â¨¢¥. ãáâì f = gh { ¥âਢ¨ «ì®¥ à §«®¦¥¨¥ f ¢ Z[X] (á¬. ⥮६ã 8.50). ªâ®à¨§ãï ¯® ¬®¤ã«î p ¯®«ãç ¥¬ ¢ Zp [X] à §«®¦¥¨¥ a0 X n = gh, £¤¥ ç¥àâ ᢥàåã ®§ ç ¥â ®¡à § ¢ Zp [X] ¯® ¬®¤ã«î p. ᨫã ⥮६ë 8.22 ®ª § ⥫ìá⢮.
§ ¬¥¨âì
d−1 f
ãáâì
¨ áç¨â âì, çâ®
¯®«ãç ¥¬, çâ®
g = bX r , £¤¥
h = cX n−r ,
b, c ∈ Z, ¨ 0 < r < n. ® ⮣¤ ᢮¡®¤ë¥ ç«¥ë g, h ¤¥«ïâáï p, ¨ ¯®í⮬ã ᢮¡®¤ë© f = gh ¤¥«¨âáï p2 , çâ® ¯à®â¨¢®à¥ç¨â ¯à¥¤¯®«®¦¥¨î.
ç«¥
ਬ¥à
Z[X]
8.53. ãáâì
p
{ ¯à®á⮥ ç¨á«®. ®£¤ ¤«ï «î¡®£®
n≥1
¬®£®ç«¥
Xn + p ∈
¥¯à¨¢®¤¨¬.
«¥¤á⢨¥
8.54. ãáâì
p
{ ¯à®á⮥ ç¨á«®. ®£¤ 横«®â®¬¨ç¥áª¨© ¬®£®ç«¥
Φp (X) = X p−1 + xp−2 + · · · + X + 1 = ¥¯à¨¢®¤¨¬ ¤
Q.
Xp − 1 X −1
7.
®«®¦¨¬
®ª § ⥫ìá⢮.
T = X + 1.
49
®£¤
p k T + · · · + pT T + pX + ··· + (T + 1)p − 1 k Φp (X) = = = T T p k−1 T p−1 + pX p−2 + · · · + T + · · · + p. k p
p−1
áâ ¥âáï ¢®á¯®«ì§®¢ âìáï ªà¨â¥à¨© ©§¥è⥩ . 7. 樮 «ìë¥ ¤à®¡¨
a , b
ãáâì £¤¥
K { ª®¬¬ãâ ⨢ ï a, b ∈ K , ¯à¨ç¥¬ b 6= 0.
8.55. ª ¦¥¬, çâ® ¤¢ ®â®è¥¨ï
¯à¥¤¥«¥¨¥ ।«®¦¥¨¥ ¯à ¦¥¨¥
F
a c , b d
à ¢ë, ¥á«¨
ad = bc.
8.56. â® ®â®è¥¨¥ ï¥âáï ®â®è¥¨¥¬ íª¢¨¢ «¥â®áâ¨.
ab b = . ac c
8.57. «¥¤ãî騥 ¤à®¡¨ à ¢ë
¡®§ 票¥
¢¥¤¥¬ ¢
®¡« áâì 楫®áâ®áâ¨. áᬮâਬ ¬®¦¥á⢮ ®â®è¥¨©
8.58. ¥à¥§
F
®¡®§ 稬 ¬®¦¥á⢮ ª« áᮢ à ¢ëå ¤à®¡¥©.
á«®¦¥¨¥ ¨ 㬮¦¥¨¥ ¯® ¯à ¢¨«ã
a c ad + bc + = , b d bd ।«®¦¥¨¥
ac ac = . bd bd
8.59. ¯à¥¤¥«¥¨¥ á«®¦¥¨ï ¨ 㬮¦¥¨ï ª®à४â®.
F
®â®á¨-
a . 1
®£¤
â¥«ì® íâ¨å ®¯¥à æ¨ï ï¥âáï ¯®«¥¬. ।«®¦¥¨¥
¨ê¥ªâ¨¢®, ¨
8.60. ¤ ¤¨¬ ®â®¡à ¦¥¨¥
8.61.
᫨
¯à¥¤¥«¥¨¥
8.62.
᫨
«¥¬¥â
¢®¤¨¬ë© ¬®£®ç«¥, ¨ ¥®à¥¬
φ
â®
F = Q.
K = R[X],
R.
«¥¬¥â
£¤¥ R { ¯®«¥, â® F = R(X) §ë¢ ¥âáï ¯®«¥¬ f ∈ R(X) §ë¢ ¥âáï ¯à ¢¨«ì®© ¤à®¡ìî , ¥á«¨ g
f ∈ R(X) §ë¢ ¥âáï pk deg f < deg p.
¯à®á⥩襩 ¤à®¡ìî , ¥á«¨
p ∈ R[X]
{ ¥¯à¨-
8.63. î¡ ï ¤à®¡ì ï¥âáï á㬬®© ¬®£®ç«¥ ¨ ¯à®á⥩è¨å ¤à®¡¥©.
®ª § ⥫ìá⢮. ¥¬¬
φ(a) =
P ⊆ F.
K = Z,
à 樮 «ìëå äãªæ¨© ¤
deg f < deg g.
¯®« £ ï
φ(a + b) = φ(a) + φ(b), φ(ab) = φ(a)φ(b).
â ª, ¬®¦® áç¨â âì, ç⮠ਬ¥à
φ : K → F,
¬ ¯®âॡã¥âáï
8.64. ãáâì
f ∈ R(X), g
¨
g = uv ,
£¤¥
u, v ∈ R[X],
¯à¨ç¥¬
(u, v) = 1.
®£¤
f h t = + . g u v ®ª § ⥫ìá⢮.
vbf ,
¬¥¥¬
ua + vb = 1
¤«ï ¥ª®â®àëå
¨
f uaf vbf af bf = + = + . g uv uv v u
a, b ∈ R[X].
âáî¤
f = uaf +
50
8.
f , pk deg f .
ᨫã ⥮६ë 8.22 ¨ ¯à¥¤ë¤ã饩 «¥¬¬ë ¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¤à®¡ì ¨¬¥¥â ¢¨¤ £¤¥
{ ¥¯à¨¢®¤¨¬ë© ¬®£®ç«¥. ®ª ¦¥¬ ã⢥ত¥¨¥ â¥®à¥¬ë ¨¤ãªæ¨¥© ¯®
p
᫨
deg f < deg p,
â® íâ ¤à®¡ì ¯à®á⥩è ï. ãáâì
deg f ≥ deg p.
§¤¥«¨¬
f
á ®áâ ⪮¬
p, f = qp + r,
®£¤
r=0
¨«¨
deg r < deg p.
f qp + r q r = = k−1 + k . pk pk p p
â®à®¥ á« £ ¥¬®¥ ï¥âáï ¯à ¢¨«ì®© ¤à®¡ìî, ¢ ¯¥à¢®¬ á⥯¥ì ç¨á«¨â¥«ï 㬥ì訫 áì. 8.65. ¦¤ ï à 樮 «ì ï ¤à®¡ì ¨§
«¥¤á⢨¥
¬®£®ç«¥ ¨ ¤à®¡¥© ¢¨¤
c . (X − a)k
¦¤ ï
C(X) ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥ á㬬ë à 樮 «ì ï ¤à®¡ì ¨§ R(X) ¯à¥¤áâ ¢«ï-
¥âáï ¢ ¢¨¤¥ áã¬¬ë ¬®£®ç«¥ ¨ ¤à®¡¥© ¢¨¤
c , (X − a)k £¤¥
X 2 + pX + q ∈ R[X]
(X 2
aX + b , + pA + q)k
¥ ¨¬¥¥â ¢¥é¥á⢥ëå ª®à¥©. 8. ®«ìæ® á⥯¥ëå à冷¢
ãáâì
R
{ áá®æ¨ ⨢®¥ ª®«ìæ® á 1. áᬮâਬ ¬®¦¥á⢮
R[[X]]
¢á¥å ¯®á«¥¤®¢ -
⥫ì®á⥩ (54)
a = (a0 , a1 , . . . ) í«¥¬¥â®¢ ¨§ ¥á«¨
R.
¯à¥¤¥«¨¬ ¢
R[[X]]
®¯¥à æ¨î á«®¦¥¨ï ¯®-ª®®à¤¨ â®. ஬¥ ⮣®,
¨§ (54),
a
b = (b0 , b1 , . . . ), â®
c = ab = (c0 , c1 , . . . ), £¤¥ ¤«ï «î¡®£®
k≥0 ck =
k X
(55)
ai bk−i .
i=0
।«®¦¥¨¥
â ⨢®, â® ¨
¯à¥¤¥«¥¨¥ ।«®¦¥¨¥
¬®à䮥
R.
8.66.
R[[X]]
R[[X]]
8.67.
R[[X]]
R
ª®¬¬ã-
§ë¢ ¥âáï ª®«ì殬 á⥯¥ëå à冷¢ .
8.68. á¥ í«¥¬¥âë
(a0 , 0, . . . ) ∈ R[[X]] ®¡à §ãîâ ¯®¤ª®«ìæ®, ¨§®R[[X]] ®¡à §ãîâ ¯®¤ª®«ìæ®, ï¢-
ᥠ¯®ç⨠㫥¢ë¥ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®á⨠¢
«ïî饥áï ª®«ì殬 ¬®£®ç«¥®¢ ®ª § ⥫ìá⢮. ¡®§ 票¥
R[X].
ï¥âáï áá®æ¨ â¨¢ë¬ ª®«ì殬 á 1.
᫨
ª®¬¬ãâ ⨢®.
®«®¦¨¬
R[X].
§®¬®à䨧¬ § ¤ ¥âáï ¯® ¯à ¢¨«ã
a 7→ (a, 0, . . . ) ∈ R[[X]].
8.69. áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¬ë ¡ã¤¥¬ ®â®¦¤¥á⢫ïâì
a ∈ R á (a, 0, . . . ) ∈
X = (0, 1, 0, . . . ).
।«®¦¥¨¥
8.70. «ï «î¡®£®
n≥1
n
n
X = (0, . . . , 0, 1, 0, . . . )
᫨
a
¨§ (54), â®
f = a0 + a1 X + · · · ,
ai ∈ R.
(56)
8.
a ∈ R[X] ¨§ (36), n. an §ë¢ ¥âáï
8.71. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
®à浪®¬
¯à¨ç¥¬
áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¬ë ¡ã¤¥¬ ¯à¥¤¯®« £ âì, ।«®¦¥¨¥
a0 = . . . = an−1 = 0, an 6= 0. f.
¬« ¤è¨¬ ç«¥®¬
§ë¢ ¥âáï ç¨á«®
o(f )
51
R
{ ®¡« áâì.
8.72. ®à冷ª ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï à冷¢ à ¢¥ á㬬¥ ¨å ¯®à浪®¢. « ¤-
訩 ç«¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï à冷¢ à ¢¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨î ¬« ¤è¨å ç«¥®¢ ᮬ®¦¨â¥«¥©. ç áâ®áâ¨,
8.73.
¯à ¦¥¨¥
o(f + g) ≥ o(f ), o(g).
8.74. «¥¬¥â
¥®à¥¬
¢
{ ®¡« áâì.
R[[X]]
¨§ (56) ®¡à ⨬ ⮣¤ ¨ ⮫쪮 ⮣¤ , ª®£¤
f
a0
®¡à ⨬
R. ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
g = b0 + b1 X + · · · = f −1 , ®£¤
1 = gf ,
®âªã¤
¡à â®, ¯ãáâì
b0 = a−1 0 .
f
«ï «î¡®£®
1 = a0 b0 .
«®£¨ç®, ¨§
¨§ (56) ¨
j≥1
a0
®¡à ⨬® ¢
¨§ ãá«®¢¨ï
bi ∈ R.
(57)
1 = f g , ®âªã¤ 1 = b0 a0 . R. 㤥¬ ¨áª âì g = f −1
¢ ¢¨¤¥ (57), £¤¥
¨¬¥¥¬
fg = 1
aj b0 + aj−1 b1 + · · · + a0 bj = 0. âáî¤
bj = −a−1 0 [aj b0 + aj−1 b1 + · · · + a1 bj−1 ] . b j , j ≥ 1. g ®¡à ⨬, â® f = f (gh) = (f g)h = h.
â á¨á⥬ à ¢¥á⢠¯®§¢®«ï¥â ¯®á«¥¤®¢ â¥«ì® ®¯à¥¤¥«¨âì ¢á¥ ª®íää¨æ¨¥âë â ª, ¤«ï ¤«ï
g
f
襫áï ¯à ¢ë© ®¡à âë© í«¥¬¥â
©¤¥âáï ¯à ¢ë© ®¡à âë©
h,
â. ¥.
g.
gh = 1.
ª ª ª ᢮¡®¤ë© ç«¥
âáî¤
áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¬ë ¡ã¤¥¬ ¯à¥¤¯®« £ âì, çâ® «¥¤á⢨¥
n = o(f ) ≥ 0
¨
u
8.75. ¦¤ë© ¥ã«¥¢®© í«¥¬¥â
{ ®¡à â¨¬ë© í«¥¬¥â ¨§
¯à¥¤¥«¥¨¥
¯®«¥ ¤à®¡¥©
।«®¦¥¨¥
¥âáï ¢ ¢¨¤¥
8.76. ª ª ª
R((X)).® X n u,
R[[X]]
f
R
{ ¯®«¥.
¨§
R[[X]]
f = X n u,
£¤¥
R[[X]].
{ ª®¬¬ãâ ⨢ ï ®¡« áâì, â® ¤«ï ¥¥ áãé¥áâ¢ã¥â
§ë¢ ¥âáï ¯®«¥¬ «®à ®¢áª¨å à冷¢ .
8.77. ¦¤ë© ¥ã«¥¢®© í«¥¬¥â ¨§
£¤¥
¨¬¥¥â ¢¨¤
n∈Z
¨
u
{ ®¡à â¨¬ë© í«¥¬¥â ¨§
R((X)) ®¤®§ ç® ¯à¥¤áâ ¢«ïR[[X]].
ãáâì a = X m u, b = X m v , £¤¥ n, m ≥ 0, ¨ u, v { ®¡à â¨¬ë¥ í«¥a = X m−n uv −1 ¨¬¥¥â 㪠§ ë© ¢¨¤. ¬¥âë ¨§ R[[X]]. ®£¤ b
᫨ X s u = X l v ∈ R((X)), ¨ s ≥ l, â® X s−l = uv −1 . à ¢¨¢ ï ᢮¡®¤ë¥ ç«¥ë, ¯®«ãç ¥¬ s − l = 0. ⮣¤ u = v . ®ª § ⥫ìá⢮.
«¥¤á⢨¥
8.78.
᫨
f ∈ R((X)) \ 0,
â®
f
®¤®§ ç® ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥ «®à -
®¢áª®£® àï¤
f = an X n + an+1 X n+1 + · · · , ¯à¥¤¥«¥¨¥
8.79. ãáâì
f ∈ R((X))
n ∈ Z,
ai ∈ R,
an 6= 0.
(58)
¨§ (58). ®«®¦¨¬
f 0 = nan X n−1 + (n + 1)an+1 X n + · · · ∈ R((X)). ।«®¦¥¨¥
8.80.
᫨
®ª § ⥫ìá⢮. «¥¤á⢨¥
n 0
(g ) = ng
n−1 0
g
â®
0
0
(59) 0
0
(f + g) = f + g , (f g) = f g + f g
0
.
¥¯®á।á⢥ ï ¯à®¢¥àª á ¨á¯®«ì§®¢ ¨¥¬ (59) ¨ (55).
8.81.
᫨
¤«ï ¢á¥å
f, g ∈ R((X)),
0
f, g ∈ R((X)), n ∈ Z.
â®
(g −1 f )0 = g −2 (f 0 g − f g 0 ).
ç áâ®áâ¨,
52
8.
XR[[X]] ¬®¦¥á⢮ ¢á¥å g ∈ R[[X]], ¨¬¥îé¨å f ∈ R[[X]], g ∈ XR[[X]]. ®¤áâ ®¢ª®© àï¤ g ¢ àï¤ f ¨§
8.82. ¡®§ 稬 ç¥à¥§
¯à¥¤¥«¥¨¥
¯®à冷ª ¥ ¬¥ìè¥ 1î ãáâì (56) §®¢¥¬ àï¤
f (g) = a0 + a1 g + · · · + an g n + · · · 8.83.
¯à¥¤¥«¥¨¥
(60)
8.84. ¯à¥¤¥«¥¨¥ ¯®¤áâ ®¢ª¨ àï¤ ¢ àï¤
।«®¦¥¨¥
ª®à४â®. ®ª § ⥫ìá⢮.
ᮢ¯ ¤ ¥â á ª®íää¨æ¨¥â®¬ ¯à¨ ¥®à¥¬
8.85. ãáâì
®ª § ⥫ìá⢮.
o(g n ) ≥ n, â® ¢ (60) ª®íää¨æ¨¥â ¯à¨ X m a0 + a1 g + · · · + am−1 g m−1 .
¥©á⢨⥫ì®, â ª ª ª
X
m
ã
f ∈ R[[X]], g ∈ XR[[X]]. Xm
®íää¨æ¨¥â ¯à¨
ã
®£¤
f (g)0
f (g)0 = f 0 (g)g 0 .
ᮢ¯ ¤ ¥â á ª®íää¨æ¨¥â®¬ ¯à¨
m 0
m
X ã (a0 + a1 g + · · · + am g ) . «¥¤®¢ ⥫ì®, ¯® á«¥¤á⢨î 8.81 ª®íää¨æ¨¥â f (g)0 à ¢¥ a1 g 0 + · · · + mam g m−1 g 0 = (a1 + 2a2 g + · · · + mam g m−1 )g 0 .
¯à¨
Xm
ã
âáî¤ á«¥¤ã¥â ã⢥ত¥¨¥. áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¬ë ¡ã¤¥¬ ¯à¥¤¯®« £ âì, çâ® ¯®«¥
R
¨¬¥¥â ã«¥¢ãî å à ªâ¥à¨á-
⨪ã. ।«®¦¥¨¥ ¯à ¦¥¨¥
8.86. ãáâì
8.87. ãáâì
f, g ∈ R[[X]],
f ∈ R[[X]]
8.88. ãáâì
f 0 = g0 .
¥®à¥¬
8.89.
᫨
f ∈ XR[[X]].
®ª § ⥫ìá⢮.
i,j≥0
ln(1 + f ) =
X (−1)i−1 j≥1
i
exp(f + g) = exp f exp g ,
¨
f i.
(ln(1 + f ))0 =
f0 . 1+f
¬¥¥¬
f + ··· + 1! P fi fj 1P = t≥0 i! j! t! i+j=t
exp f exp g = (1 + P
â®
j≥0
®«®¦¨¬
f f + ··· + + ··· , 1! n! o(f ), o(g) ≥ 1,
f = g + c, c ∈ R.
f (j) (0) . j!
n
exp(f ) = 1 +
®£¤
¨§ (56). ®£¤ ¤«ï «î¡®£®
aj = ¯à¥¤¥«¥¨¥
¯à¨ç¥¬
fn g gn + · · · )(1 + + · · · + + ···) = n! 1! n! t! i j P 1 f g = t≥0 (f + g)t = exp(f + g). i!j! t!
«ï ¤®ª § ⥫ìá⢠¢â®à®£® ã⢥ত¥¨ï § ¬¥â¨¬, çâ® ¯® ⥮६¥ 8.85
(ln(1 + f ))0 =
X
(−1)j−1 f i−1 f 0 = (1 + f )−1 f 0 .
j≥1
¥®à¥¬
8.90.
᫨
o(f ) ≥ 1,
â®
ln(exp f ) = f, ®ª § ⥫ìá⢮.
exp(ln(1 + f )) = f.
®áâ â®ç® ¯®ª § âì ã⢥ত¥¨¥ ¯à¨
f = X.
ëç¨á«¨¬ ¯à®¨§-
¢®¤ãî, ¨á¯®«ì§ãï ⥮६ã 8.89,
(ln(exp X))0 = (ln(1 + (exp X − 1)))0 =
(exp X − 1)0 exp X = = 1 = X 0. 1 + (exp X − 1) exp X
8.
âáî¤
ln(exp X) = X + c, c ∈ R ln(exp 0) = 0 = c.
53
¯® ¯à¥¤«®¦¥¨î ¯à¥¤«®¦¥¨î 8.86. ®¤áâ ¢«ïï
X = 0,
¯®«ãç ¥¬
áᬮâਬ ⥯¥àì àï¤
exp(ln(1 + X)) 1+X ¨ ¢ëç¨á«¨¬ ¥£® ¯à®¨§¢®¤ãî, ¨á¯®«ì§ãï á«¥¤á⢨¥ 8.81 ¨ ⥮६ã 8.89
exp(ln(1 + X)) 1+X
0
=
[exp(ln(1 + X))]0 (1 + X) − exp(ln(1 + X)) = (1 + X)2
exp(ln(1+X)) (1 1+X
+ X) − exp(ln(1 + X)) (1 + X)2
=0
âáî¤
exp(ln(1 + X)) ∈ R. 1+X ®¤áâ ¢«ïï
X=0
¯®«ãç ¥¬
exp(ln(1 + X)) = exp(ln 1)) = exp 0 = 1. 1+X 8.91. ®¦¥á⢮ XR[[X]] ï¥âáï £à㯯®© ®â®á¨â¥«ì® á«®¦¥¨ï. 1 + XR[[X]] { ¬®¦¥á⢮ ¢á¥å à冷¢ ¨§ R[[X]] ᮠ᢮¡®¤ë¬ ç«¥®¬ 1. ®£¤ 1 + XR[[X]] { £à㯯 ®â®á¨â¥«ì® 㬮¦¥¨ï. â®¡à ¦¥¨¥ exp : XR[[X]] → 1 + XR[[X]] § ¤ ¥â ¨§®¬®à䨧¬ íâ¨å £à㯯. ¡à ⮥ ®â®¡à ¦¥¨¥ ª ¥¬ã ¨¬¥¥â ¢¨¤ ln : 1 + XR[[X]] → XR[[X]]. ç áâ®áâ¨, ln((1 + f )(1 + g)) = ln(1 + f ) + ln(1 + g) ¤«ï ¢á¥å f, g ∈ XR[[X]]. «¥¤á⢨¥
ãáâì
54
8.
9
®£®ç«¥ë ®â ¥áª®«ìª¨å ¯¥à¥¬¥ëå
1. ®«ìæ® ¬®£®ç«¥®¢ ®â ¥áª®«ìª¨å ¯¥à¥¬¥ëå
9.1. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
R
{ áá®æ¨ ⨢®¥ ª®«ìæ® á 1. ® ¨¤ãªæ¨¨ ¯®«®¦¨¬
R[X, . . . , Xn ] = (R[X, . . . , Xn−1 ])[Xn ]. ª¨¬ ®¡à §®¬, ª ¦¤ë© í«¥¬¥â ¨§
R[X, . . . , Xn ] ®¤®§ ç® ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥ á㬬ë
®¤®ç«¥®¢
ai1 ,... ,in X1i1 · · · Xnin ,
ai1 ,... ,in ∈ R,
(61)
, in ∈ N∪0. ãáâì (N∪0)n { ¬®¦¥á⢮ ¬ã«ì⨨¤¥ªá®¢ , â. ¥. ¬®¦¥á⢮ ¡®à®¢ (i1 , . . . , in ) í«¥¬¥â®¢ ¨§ N ∪ 0. ®£¤ ®¤®ç«¥ (61) § ¯¨áë¢ ¥âáï ¢ ¢¨¤¥
£¤¥ i1 , . . .
ai X i ,
X i = X1i1 · · · Xnin .
i = (i1 , . . . , in ) ∈ (N ∪ 0)n ,
§ á«¥¤á⢨ï 8.8 ¢ë⥪ ¥â ¥®à¥¬
9.2.
᫨
R
{ ®¡« áâì, â® ¨
«ï áà ¢¥¨ï ®¤®ç«¥®¢ ¢¢¥¤¥¬ ¢
R[X, . . . , Xn ]
(N ∪ 0)n
{ ®¡« áâì.
®â®è¥¨¥ ¯®à浪 .
9.3. ãáâì
¯à¥¤¥«¥¨¥
m = (m1 , . . . , mn ), r = (r1 . . . , rn ) ∈ (N ∪ 0)n . ª ¦¥¬, çâ®
m > r,
¥á«¨ áãé¥áâ¢ã¥â â ª®¥
1 ≤ j < n,
çâ® (62)
m1 = r1 , . . . , mj−1 = rj−1 , mj > rj . 9.4.
᫨
।«®¦¥¨¥
0
0
m ≥ m , m ≥ m,
â®
m > m0 , m0 > m00 ,
â®
m > m00 .
஬¥ ⮣®,
0
m ≥ m,
¨ ¥á«¨
m=m.
®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
m = (m1 , . . . , mn ), m0 = (m01 . . . , m0n ), m00 = (m001 . . . , m00n ).
(63)
ãáâì
m1 = m01 , . . . , mj−1 = m0j−1 , mj > m0j ;
(64)
m01 = m001 , . . . , m0j 0 −1 = m00j 0 −1 , m0j 0 > m00j 0 .
᫨
s = min(j, j 0 ),
â®
m1 = m001 , . . . , ms−1 = m00s−1 , ms > m00s . ®í⮬ã
m > m00 .
¥®à¥¬
«®£¨ç® ¤®ª §ë¢ îâáï ®áâ «ìë¥ ã⢥ত¥¨ï.
9.5. î¡ ï ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì
¥âáï. 55
M1 ≥ M2 ≥ . . .
¢
(N ∪ 0)n
áâ ¡¨«¨§¨àã-
56
9.
®ª § ⥫ìá⢮.
®ª § ⥫ìá⢮ ¯à®¢®¤¨âáï ¨¤ãªæ¨¥© ¯®
ã⢥ত¥¨¥ ®ç¥¢¨¤®. ãáâì ¤«ï â® ¯® ãá«®¢¨î
....
m11 ≥ m21 ≥ . . . .
n−1
«¥¤®¢ ⥫ì®, áãé¥áâ¢ã¥â
(N ∪ 0)n−1
® ãá«®¢¨î ¢ í⮬ á«ãç ¥ ¢
n.
᫨ n = 1, â® Mi = (mi1 , mi2 , . . . , min ), â ª®¥ k , çâ® mk,1 = mk+1,1 =
⥮६ ¤®ª § .
᫨ ¯®«ãç ¥¬
(mk,2 , . . . , mk,n ) ≥ (mk+1,2 , . . . , mk+1,n ) ≥ . . . ® ¨¤ãªæ¨¨ íâ ¯®á«¥¤®¢ ⥫ì®áâì áâ ¡¨«¨§¨àã¥âáï ç¨ ï á ¥ª®â®à®£® ¬¥áâ
t.
®£¤
Mt = Mt+1 = . . . . 9.6.
᫨
।«®¦¥¨¥
®ª § ⥫ìá⢮.
m1 +
m001
«¥¤á⢨¥
0
m +m
000
=
m01
+
m, m0 , m00 ∈ (N ∪ 0)n
ãáâì
m001 , . . .
9.7.
᫨
m, m0 , m00
m > m0 ,
¨
â®
m + m00 > m0 + m00 .
¨§ (63) ¨ ¢ë¯®«¥® (64). ®£¤
, mj−1 + m00j−1 = m0j−1 + m00j−1 , mj + m00j > m0j + m00j .
m, m0 , m00 , m000 ∈ (N ∪ 0)n
¨
m ≥ m0 , m00 ≥ m000 ,
â®
m + m00 >
.
¯à¥¤¥«¥¨¥
9.8. ãáâì
X
f=
ai X i 6= 0.
(65)
i∈(N∪0)n
am X m ¨§ í⮣® ¯à¥¤áâ ¢«¥¨ï j ∈ (N ∪ 0)n , çâ® aj 6= 0.
¤®ç«¥ â ª¨å
§ë¢ ¥âáï áâ à訬 ¢
áî¤ã ¢ ¤ «ì¥©è¥¬ ¢ í⮩ £« ¢¥ ¬ë ¡ã¤¥¬ ¯à¥¤¯®« £ âì, çâ®
f,
¥á«¨
R
m>j
¤«ï ¢á¥å
{ áá®æ¨ ⨢®-
ª®¬¬ãâ ⨢ ï ®¡« áâì á 1. § á«¥¤á⢨ï 9.7 ¢ë⥪ ¥â ¥®à¥¬
9.9. â à訩 ®¤®ç«¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï ¬®£®ç«¥®¢ à ¢¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨î
áâ àè¨å ®¤®ç«¥®¢. ¯à¥¤¥«¥¨¥
¢®¬ ®¤®ç«¥¥
¯à ¦¥¨¥
f ¨§ (9.7) ®¤®à®¤¥ á⥯¥¨ d, ¥á«¨ ¢ «î¡®¬ ¥ã«¥i = (i1 , . . . , in ), ¢ë¯®«¥® ãá«®¢¨¥ i1 + · · · + in = d.
9.10. ®£®ç«¥
ai X i
¨§ (9.7), £¤¥
9.11. ãáâì
f
¨§ (9.7) ¨
fd
{ ¥£® ®¤®à®¤ ï ª®¬¯®¥â á⥯¥¨
¥. á㬬 ¢á¥å ¥£® ®¤®à®¤ëå ®¤®ç«¥®¢ á⥯¥¨
d.
®£¤
d,
â.
f = f0 + f1 + · · · .
2. ¨¬¬¥âà¨çë¥ ¬®£®ç«¥ë ¯à¥¤¥«¥¨¥
9.12. ®£®ç«¥
f
¨§ (9.7) ᨬ¬¥âà¨ç¥ , ¥á«¨ ® ¥ ¬¥ï¥âáï ¯à¨ «î-
¡®© ¯¥à¥áâ ®¢ª¥ ¯¥à¥¬¥ëå. ਬ¥à ¬¨ ᨬ¬¥âà¨çëå ¬®£®ç«¥®¢ ïîâáï í«¥¬¥-
â àë¥ á¨¬¬¥âà¨çë¥ ¬®£®ç«¥ë
σ1 = σ1 (X1 , . . . , Xn ) = X1 + · · · + Xn ; σ2 = σ2 (X1 , . . . , Xn ) = X1 X2 + · · · + Xn−1 Xn ; ..................................................... σn = σn (X1 , . . . , Xn ) = X1 · · · Xn . à㣨¬¨ á«®¢ ¬¨,
σk
{ íâ® á㬬 ¢á¥å ¯à®¨§¢¥¤¥¨© ¯®
k
¥¨§¢¥áâëå
(66)
X i1 · · · X ik , 1 ≥ i 1 <
· · · < i k ≥ n. ¯à ¦¥¨¥
9.13. ᥠᨬ¬¥âà¨ç¥áª¨¥ ¬®£®ç«¥ë ®¡à §ãîâ ¯®¤ª®«ìæ® ¢ ª®«ìæ¥
¬®£®ç«¥®¢.
᫨ ᨬ¬¥âà¨ç¥áª¨© ¬®£®ç«¥
f1 + · · ·
f
¨§ (9.7) ¨¬¥¥â ¯à¥¤áâ ¢«¥¨¥
¢ ᮮ⢥âá⢨¨ á ã¯à ¦¥¨¥¬ 9.11, â® ¢á¥ ¥£® ®¤®à®¤ë¥ ª®¬¯®¥âë
ᨬ¬¥âà¨çë. â à訩 ®¤®ç«¥
σk
à ¢¥
X1 · · · Xk .
f = f0 + f0 , f1 , . . .
2.
।«®¦¥¨¥
57
9.14. ãáâì
aX1m1 · · · , Xnmn
(67)
{ áâ à訩 ç«¥ ¥ª®â®à®£® ᨬ¬¥âà¨ç®£® ¬®£®ç«¥ . ®£¤
m1 ≥ m2 ≥ · · · ≥ mn . ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì, ¯à¨¬¥à,
çâ® ¢ ¬®£®ç«¥ ¢å®¤¨â â ª¦¥ ®¤®ç«¥
(68)
m1 < m2 . ¥à¥áâ ¢«ïï X1 aX1m2 X2 m1 · · · Xnmn , ª®â®àë©
¨
X2 ,
¯®«ãç ¥¬,
áâ àè¥ (67), çâ®
¥¢®§¬®¦®. ¥®à¥¬
9.15. ¦¤ë© ᨬ¬¥âà¨çë© ¬®£®ç«¥ ¯à¥¤áâ ¢«ï¥âáï ¢ ¢¨¤¥ ¬®£®-
ç«¥ ®â í«¥¬¥â àëå ᨬ¬¥âà¨çëå ¬®£®ç«¥®¢. ®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì § ¤ ᨬ¬¥âà¨çë© ¬®£®ç«¥
f
á® áâà 訬 ®¤®ç«¥®¬
(67). ® ¯à¥¤«®¦¥¨î 9.14 ¯®«ãç ¥¬ (68). áᬮâਬ ᨬ¬¥âà¨çë© ¬®£®ç«¥ m −mn−1
n h = aσ1m1 −m2 · · · σn−1
® ⥮६¥ 9.9 ¨ ã¯à ¦¥¨î 9.13 áâ à訩 ç«¥
h
σnmn
à ¢¥
aX1m1 −m2 (X1 X2 )m2 −m3 · · · (X1 · · · Xn−1 )mn −mn−1 (X1 · · · Xn )mn = aX1m1 · · · Xnmn â. ¥. ᮢ¯ ¤ ¥â á® áâ à訬 ç«¥®¬
f.
f −h
த®«¦ ï íâ®â ¯à®æ¥áá ¢ ᨫã ⥮६ë 9.5 ¯®«ãç ¥¬
¬¥ìè¥ áâ à襣® ç«¥
f.
®í⮬ã áâ à訩 ç«¥ ᨬ¬¥âà¨ç¥áª®£® ¬®£®ç«¥
ã⢥ত¥¨¥ ⥮६ë. ਢ¥¤¥¬ ¯à¨¬¥à ¢ëç¨á«¥¨©.
f = X13 + X23 + X33
á⥯¥¨ 3.
ãáâì § ¤ ®¤®à®¤ë© ᨬ¬¥âà¨çë© ¬®£®ç«¥
£® áâ à訩 ç«¥ 3
(m1 , m2 , m3 ) ∈ (N ∪ 0) (m1 , m2 , m3 ) < (3, 0, 0); m1 ≥ m2 ≥ m3 ; m1 + m2 + m + 3 = 3.
믨襬 ¢á¥ ¡®àë (1) (2) (3)
X13
¨¬¥¥â ¡®à ¯®ª § ⥫¥©
(3, 0, 0).
á ãá«®¢¨ï¬¨:
⨠¡®àë ᮮ⢥âáâ¢ãîâ ¡®à ¬ ¯®ª § ⥫¥© áâ àè¨å ç«¥®¢, ¢®§¨ª îé¨å ¢ ¤®ª § ⥫ìá⢥ ®á®¢®© ⥮६ë. ¤ ®¬ á«ãç ¥ â ª¨¬¨ ¡®à ¬¨ ïîâáï ¦¤®¬ã ¨§ ¯®«ã稢è¨åáï ¡®à®¢
(3, 0, 0), (2, 1, 0), (1, 1, 1)
(2, 1, 0), (1, 1, 1).
ᮯ®áâ ¢«¥ ª ª ¨ ¢ ⥮६¥
®¤®ç«¥ ®â í«¥¬¥â àëå ᨬ¬¥âà¨çëå ¬®£®ç«¥®¢. ®£¤
f = σ13 + aσ1 σ2 + bσ3 ,
(69)
£¤¥ ª®íää¨æ¨¥âë
a, b 㦮 ®¯à¥¤¥«¨âì. ®¤áâ ¢«ïï ¢ (69) X1 = X2 = 1, X3 = 0 ¯®2 = f = 8 + 2a, ®âªã¤ a = −3. ®¤áâ ¢«ïï ¢ (69) X1 = X2 = X3 = 1 ¯®«ãç ¥¬ 3 = f = 27 − 27 + b, ®âªã¤ b = 3. â ª,
«ãç ¥¬
X13 + X23 + X33 = σ13 − 3σ1 σ2 + 3σ3 . 뢥¤¥¬ ⥯¥àì ä®à¬ã«ë ¨¥â . «ï í⮣® ¢ ª®«ìæ®
R[X, X1 , . . . , Xn ]
à áᬮâਬ ¬®-
£®ç«¥
f = a(X − X1 ) · · · (X − Xn ),
a ∈ R.
¥à¥¬®¦ ï, ¯®«ãç ¥¬
f = aX n + a(−1)σ1 X n−1 + · · · + a(−1)k σk X n−k + · · · + a(−1)n σn . ª¨¬ ®¡à §®¬, á¯à ¢¥¤«¨¢® ।«®¦¥¨¥
9.16. ãáâì
R
{ ¯®«¥ ¨
f = an X n + · · · + a0 ∈ R[X]
(70)
58
9.
¨¬¥¥â ª®à¨
α1 , . . . , αn ,
áç¨â ï á ¨å ªà â®áâﬨ. ®£¤ ¤«ï «î¡®£®
k = 1, . . . , n
á¯à -
¢¥¤«¨¢ë ä®à¬ã«ë ¨¥â
an−k = (−1)k σk . an ®ª § ⥫ìá⢮.
㦮 ¯®¤áâ ¢¨âì
(71)
X1 = α1 , . . . , Xn = αn , a = an
ë ¢ëà ¦ «¨ ᨬ¬¥âà¨çë¥ ¬®£®ç«¥ë ç¥à¥§ í«¥¬¥â àë¥.
¢ (70).
® ¢ à拉 á«ãç ¥¢
¬®¦® ¢ëà ¦ âì ¨ ç¥à¥§ ¤à㣨¥ ᨬ¬¥âà¨çë¥ ¬®£®ç«¥ë. ¬¥®, ¤«ï «î¡®£® âãà «ì®£® ç¨á«
k
¯®«®¦¨¬
pk = X1k + · · · + Xnk ∈ Z[X1 , . . . , Xn ]. ¥®à¥¬
n
¨
σ0 = 1.
9.17 (®à¬ã«ë ìîâ® ) . ª®«ìæ¥
®£¤ ¤«ï «î¡®£®
k≥1
Z[X1 , . . . , Xn ] ¯®«®¦¨¬ σk = 0 ¯à¨ k >
¨¬¥¥¬
pk − pk−1 σ1 + pk−2 σ2 + · · · + (−1)k−1 p1 σk−1 + (−1)k σk = 0. ®ª § ⥫ìá⢮.
¬¥â¨¬, çâ®
F (X) =
Z[X1 , . . . , Xn ] ⊆ Q[X, X1 , . . . , Xn ].
n X
σk X k =
k=0
n Y
® (70)
(1 + Xk X).
k=1
®£¤ ¯® (8.91)
ln(F (X)) =
n X
ln(1 + Xk X).
k=1
ëç¨á«ïï ¯à®¨§¢®¤ãî ¯® 0
F (X) = F (X)
¯® ⥮६¥ 8.89 ¯®«ãç ¥¬, çâ®
X
Pn Xk = k=1 Xk (1 − Xk X + Xk2 X 2 + · · · ) = 1 + Xk X p1 − Xp2 + X 2 p3 + · · · + (−1)k T k pk+1 + · · ·
Pn
k=1
¤à㣮© áâ®à®ë,
F (X)0 = F (X) ®í⮬ã n X
σk kX k−1 = (
k=1
â ª, ¯à¨
n X
Pn k−1 k=1 σk kX P . n k k=1 σk X
σk X k )(p1 − Xp2 + X 2 p3 + · · · + (−1)k T k pk+1 + · · · )
k=1
k = 1, . . . , n kσk = (−1)k pk + (−1)k−1 σ1 + · · · + p1 σk−1 .
âáî¤ å®¤¨¬ «¥¤á⢨¥
pk 9.18.
᫨
R
{ ¯®«¥ ã«¥¢®© å à ªâ¥à¨á⨪¨, â® ª ¦¤ë© ᨬ¬¥âà¨ç-
ë© ¬®£®ç«¥ ï¥âáï ¬®£®ç«¥®¬ ®â ª ¦¥¬ ï¢ë¥ ¢ëà ¦¥¨ï
σk
ç¥à¥§
p1 , . . . , pn .
p1 , . . . , pn
¨ ®¡®à®â. ᨫã ⥮६ë 9.17 ¨¬¥¥¬
á¨á⥬㠫¨¥©ëå ãà ¢¥¨©
σ1 = p1 −2σ2 = p2 σ 1 p1 σ 1 p2 −σ2 p1 3σ2 = p3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... σ1 pk−1 −σ2 pk−2 σ3 pk−2 . . . (−1)k−1 kσk = pk
(72)
3.
59
¥è ï á¨á⥬ã (72) ®â®á¨â¥«ì®
σk ¯® ¯à ¢¨«ã à ¬¥à , ¯®«ãç ¥¬ 1 0 0 . . . 0 p1 p1 −2 0 . . . 0 p2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . p1 1 0 . . . 0 0 pk−1 pk−2 . . . . . . p1 pk 1 p2 p1 2 . . . 0 0 = σk = . k! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 ... 0 0 1 pk pk−1 . . . . . . p2 p1 p1 −2 0 . . . 0 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pk−1 pk−2 . . . . . . p1 (−1)k−1 k
¥è ï á¨á⥬ã (72) ®â®á¨â¥«ì®
pk ¯® ¯à ¢¨«ã à ¬¥à , ¯®«ãç ¥¬, σ1 1 0 ... 0 0 2σ2 σ1 1 ... 0 0 pk = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (k − 1)σk−1 σk−2 . . . . . . σ1 1 kσk σk−1 . . . . . . σ2 σ − 1
ç áâ®áâ¨,
p2 = σ12 − 2σ2 ,
çâ®
(73)
p3 = σ13 − 3σ1 σ2 + 3σ3 .
3. ¨áªà¨¬¨ â ¨ १ã«ìâ â
áᬮâਬ ¢
Z[X1 , . . . , Xn ]
¬®£®ç«¥
W (X1 , . . . , Xn ) =
Y
(Xj − Xi ).
1≤i<j≤n
®£®ç«¥
W (X1 , . . . , Xn )
X1 , . . . , Xn . ®í⮬ã Wn (X1 , . . . , Xn )2 Z[X1 , . . . , Xn ]. ©¤¥¬ ¥£® ¢ëà ¦¥¨¥ ç¥à¥§
ª®á®á¨¬¬¥âà¨ç¥ ¯®
ï¥âáï ᨬ¬¥âà¨ç¥áª¨¬ ¬®£®ç«¥®¬ ¢
σ1 , . . . , σn ¯® ä®à¬ã« ¬ (73). á ¬®¬ ¤¥«¥, 1 1 ... 1 1 X1 X12 . . . X1n−1 X1 X2 ... Xn 1 X2 X22 . . . X2n−1 X22 ... Xn2 W (X1 , . . . , Xn )2 = X12 = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . n−1 1 Xn X 2 . . . X n−1 n n X X2n−1 . . . Xnn−1 1 n p1 p2 . . . pn−1 p1 p2 p3 ... pn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pn−1 pn pn+1 . . . p2n−2
p1 , . . . , pn
¨ ⥬ á ¬ë¬ ç¥à¥§
ç áâ®áâ¨, ¯à¨
n=2
2 Disc(x1 , x2 ) = p1
¯à¥¤¥«¥¨¥
9.19. ¬¥¥¬
p1 = 2p2 − p21 = 2(σ12 − 2σ2 ) − σ12 = σ12 − 4σ2 . p2
W (X1 , . . . , Xn )2 = Disc(σ1 , . . . , σn ). ®£®ç«¥
Disc(X1 , . . . , Xn ) ∈ Z[X1 , . . . , Xn ] ¨§ (74) §ë¢ ¥âáï ¤¨áªà¨¬¨ ⮬ . § í⮣® ®¯à¥¤¥«¥¨ï ¢ë⥪ ¥â
(74)
60
9.
¥®à¥¬
9.20. ãáâì
f = X n + an−1 X n−1 + · · · + a0 ∈ R[X], ,
R
{ ¯®«¥, ¨
α1 , . . . , αn
{ ¥£® ª®à¨. ®£¤
Disc(σ1 (α1 , . . . , αn ), . . . , σn (α1 , . . . , αn ))) = 0 ¢ ⮬ ¨ ⮫쪮 ¢ ⮬ á«ãç ¥, ¥á«¨
f
¨¬¥¥â ªà âë© ª®à¥ì.
9.21. ãáâì § ¤ ¬®£®ç«¥
¯à¥¤¥«¥¨¥
f = an X n + an−1 X n−1 + · · · + a0 , ।¯®«®¦¨¬, çâ®
α1 , . . . , αn { ¥£® ª®à¨. Disc(f ) =
an 6= 0.
¨áªà¨¬¨ ⮬ í⮣® ¬®£®ç«¥ §ë¢ ¥âáï
a2n−2 W (α1 , . . . n
, αn )2 .
ᨫã (9.19) ¨ ä®à¬ã« ¨¥â ¯®«ãç ¥¬
Disc(f ) = a2n−2 Disc(− n ¥¬ á ¬ë¬ ¬®¦® ¢ëç¨á«¨âì
Disc(f )
a0 an−1 , . . . , (−1)n ). an an
ç¥à¥§ ª®íää¨æ¨¥âë
an , . . . , an .
ª ¦¥¬ ï¢ë©
ᯮᮡ í⮣® ¢ëç¨á«¥¨ï. «ï í⮣® ¢¢¥¤¥¬ ¯®ï⨥ १ã«ìâ â ¤¢ãå ¬®£®ç«¥®¢. ãáâì ¤ ë ¤¢ ¬®£®ç«¥
f = an X n + an−1 X n−1 + · · · + a0 ,
g = bm X m + bm−1 X m−1 + · · · + b0
á ª®íää¨æ¨¥â ¬¨ ¢ ¯®«¥
R. ਠí⮬ ¬ë ¯à¥¤¯®« £ ¥¬, çâ®, ¯® ªà ©¥© ¬¥à¥, ®¤¨ an , bm ®â«¨ç¥ ®â ã«ï. ®«®¦¨¬ an an−1 an−2 . . . a0 0 0 ... 0 0 an an−1 . . . a1 a0 0 ... 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 . . . an an−1 . . . . . . . . a0 R(f, g) = bm bm−1 bm−2 . . . b1 ∈ Mat(m + n, R). b0 0 ... 0 0 bm bm−1 . . . b2 b1 b0 . . . 0 .. .. .. .. .. .. .. . . . . . . . . . . 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . bm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b0
¨§
ª®íää¨æ¨¥â®¢
í⮩ ¬ âà¨æ¥ ¯¥à¢ë¥ ç«¥
f,
¯®á«¥¤¨¥
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n áâப § ¯®«¥ë ᮠᤢ¨£®¬ ®¤¨ è £ ª®íää¨æ¨¥â ¬¨ ¬®£®m áâப { ª®íää¨æ¨¥â ¬¨ ¬®£®ç«¥ f . § ¢¨¤ R(f, g) ¢ë⥪ ¥â
9.22. ¯à ¢¥¤«¨¢® à ¢¥á⢮
m−1 X f m−2 X f n+m−1 X .. . X n+m−2 f . . R(f, g) = n−1 . g X X n−2 g X 1 . .. g ¯à¥¤¥«¥¨¥
9.23. ¥§ã«ìâ ⮬ ¬®£®ç«¥®¢
f, g
(75)
§ë¢ ¥âáï
R(f, g) = det(R(f, g)). ¥®à¥¬
9.24. ãé¥áâ¢ãîâ â ª¨¥ ¬®£®ç«¥ë
u, v ∈ R[X],
çâ®
R(f, g) = f u + gv.
3.
®ª § ⥫ìá⢮.
᫨
R(f, g) = 0,
61
â® ã⢥ত¥¨¥ ®ç¥¢¨¤®. ãáâì
R(f, g) 6= 0.
¥è ï á¨á⥬ã (75) ®â®á¨â¥«ì® 1 ¯® ¯à ¢¨«ã à ¬¥à , ¯®«ãç ¥¬
Uf + V G , R(f, g) U V u= ,v = . R(f, g) R(f, g) 1=
áâ ¥âáï ¯®«®¦¨âì ¥®à¥¬
(1) (2)
U, V ∈ R[X].
9.25. «¥¤ãî騥 ãá«®¢¨ï íª¢¨¢ «¥âë:
R(f, g) 6= 0; (f, g) = 1.
®ª § ⥫ìá⢮.
ãáâì
(f, g) = 1
¨
R(f, g) = 0.
®£¤ áâப¨
R(f, g)
«¨¥©®
§ ¢¨á¨¬ë. ®í⮬㠩¤¥âáï â ª ï ¥ã«¥¢ ï áâப
Λ = (λn+m−1 , . . . , λ0 ), çâ®
®
ΛR(f, g) = 0. ᨫã (75) ¯®«ãç ¥¬, çâ® m−1 X f X m−2 f . . . f m−1 Λ n−1 + · · · + λn )f + (λn−1 X n−1 + · · · + λ0 )g = 0. = (λn+m−1 X X n−2 g X g . . . g (f, g) = 1.
®í⮬㠨§ ¯®á«¥¤¥£® à ¢¥á⢠¢ë⥪ ¥â, çâ®
f |(λn−1 X n−1 + · · · + λ0 ),
g|(λn+m−1 X m−1 + · · · + λn ).
â® ¢®§¬®¦® «¨èì ¢ á«ãç ¥, ª®£¤
Λ = 0, â ª ª ª «¨¡® deg f = n, «¨¡® deg g = m. R(f, g) 6= 0. ® ⥮६¥ 9.24 áãé¥áâ¢ãîâ â ª¨¥ ¬®£®ç«¥ë u, v , u u + g R(f,g) , ¨ ¯®í⮬ã (f, g) = 1. R(f, g) = f u + gv . ®£¤ 1 = f R(f,g) ¡à â®, ¯ãáâì
«¥¤á⢨¥
(1) (2)
R(f, g) = 0; f, g ¨¬¥îâ ®¡é¨©
«¥¤á⢨¥
â®
9.26. ãáâì
f, g ∈ C[X].
«¥¤ãî騥 ãá«®¢¨ï íª¢¨¢ «¥âë:
ª®à¥ì.
9.27.
᫨
R
{ ¯à®¨§¢®«ì®¥ ¯®«¥, ¨
f, g ∈ R[X]
¨¬¥îâ ®¡é¨© ª®à¥ì,
R(f, g) = 0. ¬ ¯®âॡã¥âáï á«¥¤ãî饥 ।«®¦¥¨¥
9.28. ãáâì
R
{ ª®¬¬ãâ ⨢®- áá®æ¨ ⨢ ï ®¡« áâì á 1, ¨
f (X1 , . . . , Xn ) ∈ R[X1 , . . . , Xn ].
᫨
f (X1 , X2 , X3 , . . . , Xn ) = 0,
â®
f (X1 , . . . , Xn ) = (X1 − X2 )h(X1 , . . . , Xn ), ®ª § ⥫ìá⢮.
çâ®
h(X1 , . . . , Xn ) ∈ R[X1 , . . . , Xn ].
¬¥â¨¬, çâ®
R[X1 , . . . , Xn ] = R[X1 , X1 − X2 , X3 , . . . , Xn ]. ®í⮬ã
f (X1 , . . . , Xn ) = u(X1 , X3 , . . . , Xn ) + (X1 − X2 )h(X1 , . . . , Xn ). âáî¤ á«¥¤ã¥â ã⢥ত¥¨¥.
62
9.
¥®à¥¬
9.29. ãáâì
{ ª®¬¬ãâ ⨢®- áá®æ¨ ⨢ ï ®¡« áâì á 1,
K
R = K[X1 , . . . , Xn , Y1 , . . . , Ym ].
R[X]
¯®«®¦¨¬
f = an X n + an−1 X n−1 + · · · + a0 , ak = (−1)k an σ(X1 , . . . , Xn ), g = bm X m + bm−1 X m−1 + · · · + b0 , bk = (−1)k bm σ(Y1 , . . . , Ym ), £¤¥
an , bn ∈ K
(76)
¥ à ¢ë ã«î. ®£¤ n R(f, g) = am n bm
Y (Xi − Yj ). i,j
®ª § ⥫ìá⢮.
Xi
¥§ ®£à ¨ç¥¨ï ®¡é®á⨠¬®¦® áç¨â âì, çâ®
®â®¦¤¥á⢨âì á ¥ª®â®àë¬
Yj ,
â®
R(f, g)
an = bm = 1.
®¡à â¨âìáï ¢ 0 ¯® á«¥¤á⢨î 9.27.
᫨
ª¨¬
®¡à §®¬, ¯® ¯à¥¤«®¦¥¨î 9.28
Y (Xi − Yj ),
R(f, g) = A
A ∈ R.
(77)
i,j
® ä®à¬ã« ¬ ¨¥â
Y Y (Xi − Yj ) = g(Xi ). i,j
«¥¤®¢ ⥫ì®, á⥯¥ì
σj (X1 , . . . , Xn )
¯®
Xi
à §®¬, ¢ (77) á⥯¥ì ¯¥à¥¬¥ëå
Xi , Yj .
Q
i,j (Xi
− Yj )
¯® «î¡®¬ã
à ¢ 1. ®í⮬ã á⥯¥ì
A
¯®
(78)
i
Xi à ¢ A ∈ K.
Xi à ¢ m. ¤à㣮© áâ®à®ë, á⥯¥ì R(f, g) ¯® Xi ¥ ¬¥ìè¥ m. ª¨¬ ®¡-
0. «®£¨çë¥ à áá㦤¥¨ï ¯à¨¬¥¨¬ë ¤«ï ¢á¥å
®í⮬ã
®«®¦¨¬
X1 = · · · = Xn = 0,
Y1 = · · · = Ym = 1.
®£¤
Y (Xi − Yj ) = (−1)mn ,
¨
σi (0, . . . , 0) = 0,
i,j
m σj (1, . . . , 1) = . j
âáî¤
1 0 0 .............................. 0 0 1 0 .............................. 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0 0 0 ... 1 0 ........... 0 m . . . . . . . . . . . . . (−1)m 0 ... 0 = (−1)mn . R(f, g)(0, . . . , 0, 1, . . . , 1) = 1 − 1 .. .. .. .. .. .. 0 . . . . . . 0 1 .. .. .. .. .. .. 0 . (−1)m . . . . . 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (−1)m ®í⮬ã
A = 1.
¥®à¥¬
9.30.
an Disc(f ) = (−1)
®ª § ⥫ìá⢮.
n(n−1) 2
R(f, f 0 ).
ãáâì
n
f = an X + an−1 X n−1 + · · · + a0 ,
᫨
x1 , . . . , xn
{ ª®à¨
f,
f 0 = nan X n−1 + · · · + a1 .
â® ª ª ¨ ¢ ¯à¥¤ë¤ã饩 ⥮६¥ (á¬. (78))
R(f, g) = an−1 n
n Y
i=1
f 0 (xi ).
3.
ëç¨á«¨¬
f 0 (xi ).
¬¥¥¬
f = an
n Y
(X − xi ),
f0 =
i=1 j6=i
i=1
âáî¤
f 0 (xi ) = an
n Y n X (X − xj ).
n Y (xi − xj ), j6=i
¨, á«¥¤®¢ ⥫ì®,
Qn Q R(f, f 0 ) = a2n−1 n i=1 j6=i (xi − xj ) = n(n−1) Q n(n−1) 2 2 a2n−1 (−1) 2 Disc(f ). n j
63