Akademisyenler öncülüğünde matematik/fizik/bilgisayar bilimleri soru cevap platformu
0 beğenilme 0 beğenilmeme
556 kez görüntülendi

Teorem: Cebirsel iki sayının toplamı cebirseldir.

 

Bu teoremi kanıtlamak istiyoruz. Bunun için cisim teorisi, cisim genişlemeleri gibi konuları bilmek gerekiyor mu?

 

Yoksa benim gibi teoriyi bilmeden de durumu kurtarabilecek bir yol var mı? Örneğin; $a$, $b$ iki cebirsel sayı olsun. Bunların cebirsel olmasını sağlayan uygun tam sayı katsayılı polinomlar sırasıyla $P(x)$, $Q(x)$ olmak üzere $P(a)=0$, $Q(b)=0$ dır. $a+b$ nin cebirsel olduğunu gösteren polinomu basitçe $P$, $Q$ türünden ifade edebiliyor muyuz? Yani $a+b$ sayısını $P(x)Q(x)-P(x)-Q(x)$ gibi bir polinomun kökü olarak yazabilirsek problem çözülecektir.

 

Şunlar kolay, $a=\sqrt{2}$, $b=\sqrt[3]{2}$ sayıları sırasıyla $P(x)=x^2$, $Q(x)=x^3-2$ polinomarının kökleri olduğundan $a$, $b$ cebirseldir. $a+b=\sqrt{2}+\sqrt[3]{2} $ sayısı da $R(x)= x^6 - 6 x^4 - 4 x^3 + 12 x^2 - 24 x - 4 $ polinomunun kökü olduğundan cebirseldir. $x=\sqrt{2}+\sqrt[3]{2} $ için $(x-\sqrt{2})^3 =2$ yazarak ilerleyebiliyor ve $R(x)$ polinomunu üretebiliyoruz. 

 

Bu soru şuradan aklıma takıldı: Niven Teoremi ispatlanırken arada $a+b$ toplamının cebirselliği de kullanılıyor. $q\in \mathbb Z^+$ olmak üzere $1$'in $2q$-inci köklerinden ikisinin toplamının da baş katsayısı $1$ olan tam sayı katsayılı bir polinomun kökü olacağı şeklinde kabul edilebilir bir his oluşmuştu bende. Sonra Murphy'nin şu kanununu düşündüm: Çözülen her problem yeni problemler yaratır.

Lisans Matematik kategorisinde (2.6k puan) tarafından  | 556 kez görüntülendi
Cisim genişlemesi olarak bakarsak $a+b\in\mathbb Q(a,b)$ sonlu bir genişleme olur. Böyle bir cevap olur mu?

https://en.wikipedia.org/wiki/Resultant

Bu araçla da minimal kök kabul eden polinomlar bulunabilir. 

Bu arada cebirsel sayı değil de cebirsel tam sayı demek istiyorsun herhalde. İkinci yorumum cebirsel tam sayılar için de geçerli.

Sanırım olur Sercan hocam. Şimdi kontrol ettim, Ali Nesin hocamın NMK'de anlattığı halka ve cisim genişlemeleri dersleri YouTube'a yüklemiş. Oradan da dinleyip konuyu öğrenmeye çalışayım. Teşekkür ederim.

 

Ek: https://math.stackexchange.com/questions/155122/how-to-prove-that-the-sum-and-product-of-two-algebraic-numbers-is-algebraic 

Burada algebraic number tabiri kullanılmış. Cebirsel sayıyı çokça gördüm de, cebirsel tam sayı tabiri bildiğim bir şey olmadığı için kullan(a)madım. Bu da başka bir şey anlaşılan.

Şurada bir ispatı varmış.

Türkçesini net bilmiyorum ama
Algebraic number: Baş katsayısı $1$ olmak zorunda değill. $1/2$ için $2x-1$ gibi.
Algebraic integer: Baş katsayısı $1$ olmalı.

İnteger tam sayı olduğundan buna cebirsel tam sayı deniyordur diye düşünüyorum.
Biraz lineer cebir de bunu kanıtlamak için yeterli.

Lemma: $a$ cebirsel bir sayıdır ancak ve ancak $a$ rasyonel girdileri olan bir kare matrisin özdeğeri ise. (Bunun bir yönü kolay, diğer yönü de kolay aslında - companion matrix anahtar kelime).

Şimdi $a, b$ cebirsel olsun. $Ax = ax$ ve $Bx = bx$ olacak şekilde $A, B$ matrisleri ve $x,y$ özvektörleri alalım. Şimdi yazacağım şey tensör çarpımı olmadan da yazılabilir ama uzun süreceği için böyle yazıyorum: Kolay bir işlemle

$(A \otimes I + I \otimes B)(x \otimes y) = (a+b)(x \otimes y)$

olur. Bu da $a+b$'nin cebirsel sayı olduğunu gösterir. Buradaki "büyük" matrisin karakteristik polinomu istenilen polinom olur. Biraz daha düzenli yazarım sonra tensör çarpımı kullanmadan Doğan Dönmez'in verdiği linkte (ya da isteyen olursa benden önce yazabilir :) )
Doğan hocamın verdiği linkte Yusuf Ünlü'nün çözümünü inceledim. $a+b$ ve $a\cdot b$ nin cebirsel olduğunu ifade eden polinomların oluşturulma yöntemi dikkat çekiciydi. Aradığım cevabı almış oldum.

 

Özgür hocam müsait zamanda çözümünüzü detayları ile ekleyebilirsiniz. Farklı bir çözüm yolu olarak sitede bulunmuş olur. İlgilenen herkese teşekkür ediyorum.
20,206 soru
21,731 cevap
73,293 yorum
1,894,178 kullanıcı