Скачиваний:
36
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
503.3 Кб
Скачать

Примеры конечного недвоичного поля

Алгебра сложения и умножения классов вычетов по модулю простого числа Простое число p : нет собственных делителей.

p mn (m p & n 1) (m 1& n p)

ab kp a a1a2 & b b1b2 & k a1b1 & p a2b2 & ai a & bi b

1 a p

& 1 b p

 

ab kp

 

ab 0 mod p

 

 

 

 

 

 

Ненулевые классы вычетов по модулю простого числа замкнуты по умножению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

mod 5

0

 

 

 

1

 

2

3

4

 

 

 

 

mod 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

 

 

 

0

1

2

 

0

 

0

1

2

3

4

0

 

 

 

 

0

 

 

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

2

3

4

0

1

 

 

 

 

0

 

 

 

1

 

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

1

2

0

 

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

3

4

0

1

2

 

 

 

 

0

 

 

 

2

4

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

2

0

1

 

0

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

4

0

1

2

3

 

 

 

 

0

 

 

 

3

1

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

0

1

2

 

0

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

4

0

1

2

3

4

 

 

 

 

0

 

 

 

4

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение примеров: поля простого порядка – обе группы (+,·) - циклические

 

 

0

1

2

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

1

2

1

 

1

2

0

2

 

2

0

1

0 0

1 2

2 1

(1)1 1

(2)1 2

(3)1 0

 

 

0

1

2

 

 

 

 

0

1

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

1

2

3

4

0

 

0

0

0

 

 

 

 

1

 

0

1

2

1

 

 

 

1

2

3

4

0

2

 

0

2

1

 

2

 

 

 

2

3

4

0

1

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3

4

0

1

2

 

1 1 1

 

 

4

 

4 0 1 2 3

 

 

 

 

 

2 1 2

 

 

 

0

0

 

(1) *1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 4

 

(2) *1 2

 

21 2

 

 

2

3

 

(3) *1 3

 

22

1

 

 

3

2

 

(4) *1 4

 

 

 

 

4

1

 

(5) *1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

1

 

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

0

 

 

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

0

 

 

1

 

2

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

0

 

 

 

4

1

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

0

 

 

3

1

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

0

 

 

4

3

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1

1

21 2

2 1

3

22

4

3 1 2

23

3

4 1

4

24

1

Элементы, кратные 1 в конечном поле

+1

(1) 1=1

B1 {y | k y (k) 1}

+1

 

 

 

 

(p) 1=

(2) 1=

 

B1

 

p

 

 

(1) 1+1=

 

 

(p-1) 1+1=

 

 

1+1

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

B1, ~ Zp ,

+1

+1

 

 

 

 

 

(p-1) 1=

 

(3) 1=

(p-2) 1+1=

 

(2) 1+1=

–1

1+1+1

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p min k

(k ) 1 0

Характеристика поля

 

B

 

p

 

 

p min k

 

x A*

min k p

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

(k ) 1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(k ) x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(k) x x x x (x 1) (x 1) (x 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x (1 1 1) x ((k) 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 0

 

 

( (k) x 0 (k) 1 0) )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

Bx

 

 

 

B1

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число p –характеристика конечного поля

Число p –характеристика конечного поля – простое число

B1

 

p

p min k

 

 

(k ) 1 0

 

p mn (m p & n 1) (m 1& n p)

pmn ( p) 1 1 1 1

p mn

(1 1 1) (1 1 1) (1 1 1)

 

 

 

m m m

 

n

 

(1

1 1) 1 (1 1 1) 1 (1 1 1) 1

 

 

 

m m m

 

 

n

 

(1 1 1) (1 1 1) ((m) 1) ((n) 1) 0

 

 

 

 

 

m

n

 

 

((m) 1) 0 ((n) 1) 0

(m p & n p)

Подполе элементов кратных 1 – поле простого порядка

В1 замкнуто по + и по · B1, , ~ Z p , ,

((m) 1) ((n) 1) (m n) 1 B1

((m) 1) ((n) 1) (mn) 1

B1

Обозначим, как в любой конечной группе

(0) 1 0

((m) 1) ((n) 1) ((m n) mod p) 1 ((m) 1) ((n) 1) (mn mod p) 1

В любом конечном поле содержится подполе, изоморфное сложению и умножению классов вычетов по модулю его характеристики – простого числа.

Векторное представление элементов конечных полей

 

B, , подполе поля

A, ,

 

A, , расширение

 

B, ,

 

B A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x y B) & (x y B) & ( x B) & (x 1 B)

 

x B y B

 

0 B &

1 B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример: подполе элементов, кратных 1:

B1, ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разложение конечного поля

A, , по подполю

B, ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последовательность множеств:

 

A1 A2 A3 Am A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x A*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Начальные условия:

 

 

x 0

 

A {a x | a B}

 

0 B 0 A1

1

 

 

 

1

 

 

 

1

1

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a B

f (a ) a x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

1

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 B x A

f1 – инъективная функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условия окончания построения последовательности:

A1 A2 A3 Am A

A1 A Все

Иначе строим следующее множество

x2 A \ A1 A2 {(a1 x1 ) (a2 x2 ) | a1 B & a2 B}

0 B a1 B & a2 0 : A1 A2

a1 0 & a2 1: x2 A2 & x2 A1 x A2 \ A1

A2 A1

Проверяем условие окончания

A2 A Все

построения последовательности

Иначе строим следующее множество

 

x3 A \ A2

 

A3 {(a1 x1 ) (a2 x2 ) (a3 x3 ) | a1 B & a2 B & a3 B}

x3 A \ A2

A3 {(a1 x1 ) (a2 x2 ) (a3 x3 ) | a1 B & a2 B & a3 B}

Аналогично:

0 B a1 B & a2 B & a3 0 : A2 A3 a1 0 & a2 0 & a3 1:

x3 A3 & x3 A2 x A3 \ A2

 

A3

 

 

 

A2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A1 A2 A3 :

 

A3

 

 

 

A2

 

 

 

 

 

A1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

B

 

 

 

A

 

 

 

B

 

 

 

A

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

?

Как выглядит последний шаг m для конечного поля?

A1 A2 A3

Am A :

 

 

A1

 

 

 

A2

 

 

 

A3

 

...

 

Am

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Am ai xi

 

 

i ai B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последовательность

X (x1

, x2 , , xm )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 A \{0}, x2

A \ A1

,

 

,

 

xm A \ Am 1

 

Свойство (для данного построения последовательности):

m

ai xi 0 i ai 0

i 1

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai xi

0 i ai

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

m 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ai xi 0 am xm ai xi 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m 1

 

 

 

 

m 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

am 0 xm

( am1 ) ai

xi

(( am1 ) ai ) xi Am 1

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

am 0

 

 

x A \{0},

 

x

A \ A ,

,

 

 

x

m

A \ A

 

 

 

1

 

 

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

m 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m 2

 

 

 

 

 

m 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

am 1 0 xm 1

( am1 1 )

ai xi

 

 

(( am1 1 ) ai ) xi Am 2

 

 

 

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

am 1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

построениюПо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a1 x1 0 a1 0

 

 

 

i ai 0

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке lect