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分析17阶素域

素域是一种特殊的数域。它一般都是有限域。17阶素域F17,包括17个元素。本文,就来系统地了解一下,这17个元素,为什么会自成一域。
工具/原料
1

电脑

2

Mathematica

方法/步骤
1

大前提:17阶素域里面的运算结果,都需要mod 17,取余数。所以,把这个取余数的运算,记为f。

2

用f来给出17阶素域的17个元素的集合——a。

3

用一个表格,可以证明,a是一个加法群,单位元是0。

4

除了0元素以外,a是一个乘法群,单位元是1。

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通过这个乘法表,可以发现,每一个非0元素,都有一个乘法逆元;尤其要注意,1和16的乘法逆是它们自身,而其它的非0元素乘法逆就不是它们自身。这一现象,直接证明了著名的Wilson定理。

6

a有多少个2元子集?答案是136个。

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我们的目的,是要考察域F17里面有多少个2阶可逆矩阵。答案是8640个。

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注意:A = {{9, 10}, {11, 16}}这个矩阵在实数域里面是可逆的,但是在素域F17里面不可逆。

注意事项
1

素域的理论,在数论里面有重要应用。

2

由于集合a是加法群,又是非零乘法群,所以这是一个有限域。

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