Кіріспе

Негізгі өріс үстіндегі векторлық кеңістік ретінде қарастырылған кеңейтілген өрістің өлшемі. Математикада, әсіресе өрістер теориясында, өріс кеңейтімінің дәрежесі – өріс кеңейтімінің "мөлшерінің" жуық шамасы болып табылады. Бұл түсінік математиканың көптеген салаларында, оның ішінде алгебра мен сан теориясында маңызды рөл атқарады, тіпті өрістер маңызды орын алатын кез келген саласында да.

Анықтама және белгіленуі

Е/Ф өрісінің кеңейтілуі деп алайық. Онда E өрісі F (скалярлар өрісі) үстіндегі векторлық кеңістік ретінде қарастырылуы мүмкін. Бұл векторлық кеңістіктің өлшемі өріс кеңейтуінің дәрежесі деп аталады және [E:F] деп белгіленеді. Дәреже шекті немесе шексіз болуы мүмкін, соған сәйкес өріс шекті кеңейту немесе шексіз кеңейту деп аталады. Егер E/F кеңейтуі шекті болса, оны жай ғана шекті деп айтуға болады; мұны өрістердің өзі шекті өрістер (элементтері шектеулі өрістер) екенімен шатастырмау керек. Дәрежені өрістің трансценденттік дәрежесімен шатастыруға болмайды; мысалы, рационалдық функциялардың Q(X) өрісі Q өрісіне қатысты шексіз дәрежеге ие, бірақ трансценденттік дәрежесі тек 1-ге тең.

Формуланың шексіз жағдайда дәлелденуі

Бұл жағдайда біз L/K және M/L үшін uα және wβ негіздерінен бастаймыз, мұнда α индекстеу жиыны A-дан, ал β индекстеу жиыны B-дан алынады. Жоғарыдағыдан толыққандай ұқсас аргумент қолданып, uαwβ көбейтінділері M/K үшін негіз құрайтынын анықтаймыз. Олар A × B декарт көбейтіндісімен индекстеледі, ол анықтамасы бойынша A және B жиындарының кардиналдықтарының көбейтіндісіне тең.

Мысалдар

Комплексті сандар — [C:R] = 2 дәрежелі нақты сандар өрісінің кеңейтілуі, сондықтан олардың арасында тривиалды емес өрістер жоқ. Рационалдық сандардың Q өрісіне √, және i-ді қосу арқылы алынған Q(√, i) өрісінің кеңейтілуі 4-дәрежелі, яғни [Q(√, i):Q] = 4. Q аралық өрісінің Q үстінен дәрежесі 2; көбейту формуласынан [Q(√, i):Q] = 4/2 = 2 деп қорытындылаймыз. Шектеулі өріс (Галуа өрісі) GF(125) = GF(53) өзінің GF(5) қосалқы өрісіне 3-дәрежелі. Жалпы алғанда, егер p — жай сан және n, m — n, m оң бүтін сандары болса, мұнда n, m-ді бөледі, онда [GF(p^m):GF(p^n)] = m/n. C(T)/C өрісінің кеңейтілуі, мұндағы C(T) — C үстіндегі рационалды функциялар өрісі, шексіз дәрежеге ие (іс жүзінде, бұл таза трансценденттік кеңейту). Мұны 1, T, T², және т.б. элементтердің C-ге қатысты сызықтық тәуелсіз екенін байқау арқылы көруге болады. C(T²) өрісінің кеңейтілуі де C-ге қатысты шексіз дәрежеге ие. Алайда, егер біз C(T²) өрісін C(T) өрісінің қосалқы өрісі ретінде қарастырсақ, онда [C(T):C(T²)] = 2 болады. Жалпы алғанда, егер X және Y өріс K үстіндегі алгебралық қисықтар болса, және F: X → Y олардың арасындағы d-дәрежелі сюръективті морфизм болса, онда K(X) және K(Y) функциялық өрістері K үстінен шексіз дәрежелі, бірақ [K(X):K(Y)] дәрежесі d-ге тең болады.

Жалпылау

E және F екі бөлгіш сақина болсын, F сақинасы E сақинасына кіріктірілген және F-нің көбейтуі мен қосу операциялары E-дегі сәйкес операциялардың шектеуі болсын. Онда E-ні F үстінен векторлық кеңістік ретінде екі түрлі қарастыруға болады: скалярлар сол жағынан әрекет еткенде [E:F]l өлшемі, ал оң жағынан әрекет еткенде [E:F]r өлшемі алынады. Бұл екі өлшем міндетті түрде сәйкес келе бермейді. Дегенмен, екі өлшем де бөлгіш сақиналардың тізбектері үшін көбейту формуласын қанағаттандырады; жоғарыдағы дәлел өзгеріссіз сол жағынан әрекет ететін скалярларға да қолданылады.