小学社会310485 views
高校物理160203 views
MathPython497343 views
いろは3010814 views
教育149510 views
Computer368106 views
中学理科1630641 views
LaTeX962153 views
小学算数1200427 views
小学理科719870 views
Help
Tools
NewsSpreadsheetCalendarBookkeepingSlidesTier ListPen ToolIllustrationCrayonWatercolorPixel ArtASCII ArtPerspectiveEndless StairsGraphMind MapER DiagramFamily TreeMemeCurved TextImage EditorMosaicRetro FilterPencil SketchSwirl EffectLine ArtOCR/HighlighterMakeup EditorFaviconVideo TrimmerScrolling VideoVideo TitleColor PickerColor ExtractorBonfireFireworksWater RippleWater SplashBreaking GlassWood GrainMarble TextureCSS ButtonIcon MakerBar ChartGrouped Bar ChartStacked Bar ChartPie ChartLine ChartArea ChartStacked Area ChartScatter Plot3D Bar Chart3D Pie ChartBar Chart RaceBubble ChartPopulation PyramidPictogramEarningsCandlestick ChartInvestment RiskMortgage SimulatorCalculatorMatrix CalculatorFunction GraphPolynomial ExpansionVenn DiagramField VisualizerRubik's Cube Group TheoryTraveling SalesmanVoronoi and DelaunayFractalColumn ArithmeticDraw Math FiguresArithmetic AnimationArithmetic Word ProblemsCounting with Tree DiagramsCube NetsRolling DiceCross SectionsMotion PathMechanicsWavesElectromagnetic WavesCapacitorsLight and LensesThermodynamicsHow Semiconductors WorkMolecular StructuresAtomic OrbitalsElectrochemical CellsChemical EquilibriumCrystal LatticesBuffer pHOrganic Reaction MapPeriodic TableComplex IonsDNA Double HelixCell DivisionMembrane ChannelsNerve ImpulseMuscle ContractionHormones and HomeostasisRock ClassificationWeatherConstellationsSolar and Lunar Eclipses3D ModelingFloor PlanSeismic StructuresIntersection TurnMaglevCooking AnimationOrigamiLive Viewer CountGeoJSON MapRailway MapPopulation MapCrime MapLand Price MapSchool MapShrine and Castle MapHouse of Representatives MapWord MapSolitaireReversiHakoiri MusumeChessHamburgerRippleSlide Puzzle MakerNeon PinballNovel MakerJapanese Typing PracticePiano Score EditorMusic TheoryShogi StrategyPiano Rhythm Game

English

平方因子を外し、余りを見て、二次体の整数環と判別式を決める

の整数環と判別式を求めてください。分岐する素数もすべて挙げること。

は平方因子を持ちません。 で割った余りは なので、整数環は です[1]。基底は

判別式はトレース形式の行列式で出ます。 なので です。

なので、分岐する素数は 。判別式を素因数分解するだけで一覧が出ます[1]

検算として のときの公式 を当てると、 で一致します[3]

で同じことをする

で割ると 余ります。ここで基底が変わる。

整数環は です[1] とおくと、 の根なので係数が整数になります。

判別式を計算します。 より

公式 と一致します。分岐するのは だけ。

を整数環と間違えると判別式が になり、 が分岐しているように見えてしまいます。実際には は分岐しません。

は書き換えから始める

には平方因子 があります。 なので、体としては と同じもの。

に直してから手順に入ります。 で割った余りは なので整数環は 、判別式は です。

なので分岐するのは

平方因子を残したままだと手順が崩れます。整数環の決定では「 なら 」を使いますが、これが成り立つのは に平方因子がないときだけです[1]

でもう一度

なので です。

で割った余りは 。整数環は で、判別式は 、分岐するのは になります。

で割った余りは で、そのまま としたくなります。 なので が分岐すると読めてしまう。書き換えを先にやるかどうかで答えが変わります。

この つの数は整数環に入るか

について、それぞれ判定してください。

判定はトレースとノルムが整数かどうかで済みます[2] なら

ではトレースが 、ノルムが 。どちらも整数なので代数的整数です。

ではトレースが 、ノルムが 。整数にならないので入りません。

で割った余りが であることと対応しています。分母 が許されるのは のときだけ[1]

。整数環に入る
。入る。しかも単数
。入る。こちらも単数
。入らない

判別式 から体を復元する

判別式が になる二次体を求めてください。

で割ると で、余りは 。だから の側と見て を候補にします。

に平方因子はなく、 で割った余りは の条件を満たすので、確かに です。

答えは 。判別式は体を一意に決めるので、これ以外にありません[3]

なので、分岐するのは です。

判別式になりえない数

のうち、どの数体の判別式にもなれないものはどれか。

どの数体でも または が成り立ちます。シュティッケルベルガーの判別式定理です。

で割った余りを並べると、 が条件を満たしません。

残る つは実際に判別式になります。 なので なので です。

分岐する素数を全部挙げる

つについて、分岐する素数を挙げてください。

判別式を出して素因数分解するだけです[1]

分岐する素数
だけ

が分岐しないところが要点です。 なので判別式が で止まり、 が付きません。

では なので判別式が が入ります。

以外の数体では が成り立つので、分岐する素数が必ず つはあります[1]。分岐しない数体は だけ。

の判別式はどれですか。

__RESULT__

なので平方因子を外して です。 で割ると 余るので 、整数環は になります。 は書き換えを飛ばした答え、 は余りの判定を飛ばした答えです。

平方因子を外す、 で割った余りを見る、判別式を素因数分解する。順番を守るだけで、整数環も分岐素数も同時に決まります。

参考

Keith Conrad, *Factoring in quadratic fields*, University of Connecticut
Keith Conrad, *Quadratic integers*, University of Connecticut
Quadratic field - Encyclopedia of Mathematics
$\mathbb{Q}(\sqrt{-6})$ から $\mathbb{Q}(\sqrt{63})$ まで、$d$ を与えられた形から整数環と判別式を出します。$-45$ は $\sqrt{-45} = 3\sqrt{-5}$ と書き換えてから、$63$ は $\mathbb{Q}(\sqrt{7})$ に直してから手順に入る。$\frac{3+\sqrt{17}}{2}$ はトレース $3$、ノルム $-2$ で整数環に入り、$\frac{1+\sqrt{6}}{2}$ はノルムが $-\frac{5}{4}$ なので入りません。判別式 $-104$ から $\mathbb{Q}(\sqrt{-26})$ を復元する問題、$-14$ や $6$ が判別式になれないわけ、$\mathbb{Q}(\sqrt{13})$ で $2$ が分岐しない理由まで。解答は各問のすぐ後に置いています。