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【抽象代数】描述环Z[x]/(x^2+3,3)的结构

本文来描述环Z[x]/(x^2+3,3)的结构。其中:Z是整数环,Z[x]则是Z与x组合得到的整系数多项式环;(x^2+3,3)是由3和x^2+3生成的Z[x]的理想I;Z[x]/(x^2+3,3)表示的是Z[x]关于I的商环Z[x]/I。
工具/原料
1

电脑

2

python

方法/步骤
1

首先考虑Z[x]/(3)。这相当于对Z[x]里面的多项式的系数进行mod 3操作,使多项式的系数变成0或1或2。我们已经知道,Z/(3)是一个素域F3,这样,Z[x]/(3)=F3[x]。

2

Z[x]/(x^2+3)相当于在多项式里面加上一个关系:x^2+3=0再把mod 3 的操作考虑进去,有:x^2=-3=0

3

这样,环Z[x]/(x^2+3,3)里面的多项式就需要满足:系数只能是0、1、2;多项式只有常数项和一次项。于是可以枚举出这个环的所有可能元素:

4

读者可能会有所疑惑,这些元素能保持加法和乘法封闭吗?这里,就需要大家注意,在进行加法或乘法的时候,别忘记两个关系:3=0和x^2=0。

5

这是另一个环:Z[x]/(x^2+3,5)。首先知道,Z[x]/(5)=F5[x],是系数为小于5的非负整数的多项式的集合;其次,还有一个关系是,x^2=-3=2(mod 5),表示多项式不存在高次项。这样,这个环的元素至少包括:

6

考虑两个元素的乘法,发现上面那10个元素不足以保持封闭性,还有一些元素没有列举出来。

7

下面列举了25个元素。你看看是否能满足封闭性。

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