Кіріспе
Субөрістер мен субтоптар арасындағы сәйкестік. Математикада Галуа теориясының негізгі теоремасы – топтармен байланысты белгілі бір типтегі өріс кеңейтімдерінің құрылымын сипаттайтын нәтиже. Оны Эварист Галуа, Галуа теориясын жасау барысында дәлелдеген. Теореманың ең қарапайым түрінде, егер E/F өріс кеңейтімі шекті және Галуалық болса, онда оның аралық өрістері мен Галуа тобының кіші топтары арасында бір-бірге сәйкестік бар деп тұжырымдалады. (Аралық өрістер – F ⊆ K ⊆ E шартын қанағаттандыратын K өрістері; оларды E/F кеңейтімінің кіші кеңейтімдері деп те атайды.)
In mathematics, the fundamental theorem of Galois theory is a result that describes the structure of certain types of field extensions in relation to groups. It was proved by Évariste Galois in his development of Galois theory. In its most basic form, the theorem asserts that given a field extension E/F that is finite and Galois, there is a one to one correspondence between its intermediate fields and subgroups of its Galois group. (Intermediate fields are fields K satisfying F ⊆ K ⊆ E; they are also called subextensions of E/F.)
Хат-хабардың нақты сипаттамасы
Шекті кеңейтулер үшін сәйкестікті келесідей сипаттауға болады. Gal(E/F) кез келген H кіші тобы үшін, сәйкес келетін бекітілген өріс, EH деп белгіленеді, ол H-дегі барлық автоморфизмдермен бекітілген E элементтерінің жиынтығы. E/F аралық кез келген K өрісі үшін, сәйкес келетін кіші топ – Aut(E/K), яғни K-ның барлық элементтерін бекітетін Gal(E/F) автоморфизмдерінің жиынтығы. Негізгі теорема бұл сәйкестіктің бір-бірге сәйкестік екенін айтады, егер және тек қана E/F Галуа кеңейтуі болса. Мысалы, ең жоғарғы E өрісі Gal(E/F) тривиалды кіші тобына сәйкес келеді, ал негізгі F өрісі – бүкіл Gal(E/F) тобына сәйкес келеді. Gal(E/F) белгісі тек Галуа кеңейтулері үшін қолданылады. Егер E/F Галуа болса, онда Gal(E/F) = Aut(E/F). Егер E/F Галуа болмаса, онда «сәйкестік» тек инъективті (бірақ сюръективті емес) бейнелеуді береді, ал кері бағытта сюръективті (бірақ инъективті емес) бейнелеуді береді. Атап айтқанда, егер E/F Галуа болмаса, онда F, Aut(E/F) кез келген кіші тобының бекітілген өрісі емес.
For any intermediate field K of E/F, the corresponding subgroup is Aut(E/K), that is, the set of those automorphisms in Gal(E/F) which fix every element of K.
The fundamental theorem says that this correspondence is a one to one correspondence if (and only if) E/F is a Galois extension. For example, the topmost field E corresponds to the trivial subgroup of Gal(E/F), and the base field F corresponds to the whole group Gal(E/F). The notation Gal(E/F) is only used for Galois extensions. If E/F is Galois, then Gal(E/F) = Aut(E/F). If E/F is not Galois, then the "correspondence" gives only an injective (but not surjective) map from to , and a surjective (but not injective) map in the reverse direction. In particular, if E/F is not Galois, then F is not the fixed field of any subgroup of Aut(E/F).
Хат-хабардың қасиеттері
Хат-хабардың келесі пайдалы қасиеттері бар. Ол инклюзияны кері қайтарады. H1 ⊆ H2 кіші топтарының кіріктірілуі, тек және ғана EH1 ⊇ EH2 өрістерінің кіріктірілуі болса ғана орындалады. Көбейту дәрежелері топтардың ретімен сәйкес келеді, бұл инклюзияны кері қайтару қасиетіне ұғысқандай. Атап айтқанда, егер H, Gal(E/F) кіші тобы болса, онда |H| = [E:EH] және |Gal(E/F)|/|H| = [EH:F]. EH өрісі F-тің нормаль кеңейтілуі болып табылады (немесе, эквивалентті түрде, Галуа кеңейтілуі, себебі ажыратылатын кеңейтудің кез келген ішкі кеңейтілуі ажыратылатын болады) тек және ғана H, Gal(E/F) нормаль кіші тобы болса. Бұл жағдайда, Gal(E/F) элементтерін EH-ге шектеу, Gal(EH/F) мен коэффициенттік топ Gal(E/F)/H арасында изоморфизм тудырады.
Қолданбалар
Теорема топ теориясы тұрғысынан E/F аралық өрістерін жіктейді. Аралық өрістер мен кіші топтар арасындағы бұл сәйкестік жалпы бесінші дәрежелі теңдеудің радикалдар арқылы шешілмейтінін көрсетуде маңызды рөл атқарады (Абель-Руффини теоремасын қараңыз). Алдымен радикалдық кеңейтімдердің Галуа топтарын анықтайды (F(α) түріндегі кеңейтімдер, мұнда α – F элементінің n-ші түбірі), содан кейін негізгі теореманы қолданып, шешілгіш кеңейтімдер шешілгіш топтарға сәйкес екенін көрсетеді. Куммер теориясы және кластық өріс теориясы сияқты теориялар негізгі теоремаға негізделген.
to showing that the general quintic equation is not solvable by radicals (see Abel–Ruffini theorem). One first determines the Galois groups of radical extensions (extensions of the form F(α) where α is an n th root of some element of F), and then uses the fundamental theorem to show that solvable extensions correspond to solvable groups. Theories such as Kummer theory and class field theory are predicated on the fundamental theorem.