שדה המספרים הניתנים לבנייה – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
שדדשכ (שיחה | תרומות)
מאין תקציר עריכה
מאין תקציר עריכה
שורה 5:
לדוגמה, בשלב הראשון אפשר להעביר רק את הקו הישר דרך 0 ו- 1, ואת שני המעגלים שרדיוסם 1, ומרכזיהם 0 ו- 1. חיתוך הקווים האלו מעשיר את האוסף שלנו בנקודות <math>\ -1, 2, \frac{1}{2}+\frac{\sqrt{-3}}{2}, \frac{1}{2}-\frac{\sqrt{-3}}{2}</math>. כעת אפשר להעביר עוד שמונה ישרים ועוד 22 מעגלים, לחתוך את אלו זה עם זה, וכן הלאה.
 
לאחר שזיהינו את המישור עם [[שדה המספרים המרוכבים]], האוסף S של כל הנקודות שאפשר לקבל באמצעות תהליך סופי של העברת ישרים ומעגלים וחיתוכם מהווה תת-קבוצה של [[שדה המספרים המרוכבים]]. הדרך הקלה להוכיח שאוסף זה הוא שדה, כוללת שני שלבים: בראשון בודקים שאוסף המרחקים האפשריים בין נקודות ב- S סגור ל[[חיבור]] ו[[חיסור]], ל[[כפל]] ולפעולת ההיפוך <math>\ x \mapsto 1/x</math>. מזה נובע ש-S (כאוסף של מספרים מרוכבים) סגור ל[[חיבור]] ו[[חיסור]]. בשלב השני מראים שבמחוגה וסרגל אפשר לחבר [[זווית|זוויות]], וכך (על-פי [[נוסחאות דה-מואבר]]) מוכח ש-S סגור גם ל[[כפל]] ו[[חילוק]].
 
תכונה חשובה של השדה S היא העובדה שהוא סגור גם להוצאת [[שורש (מתמטיקה)|שורש]] (שוב, כדי לראות זאת מספיק להוכיח שאפשר להוציא ב-S שורש מ[[מספר ממשי|מספרים ממשיים]], ושורשים מרוכבים מתקבלים על ידי [[חוצה זווית|חציית זוויות]]). למעשה, S הוא תת-השדה הקטן ביותר של <math>\ \mathbb{C}</math> הסגור להוצאת שורש, כלומר ה[[שדה סגור ריבועית|סגור הריבועי]] של המספרים הרציונליים. מכאן נובע שהוא מכיל כל [[הרחבת גלואה]] של [[שדה המספרים הרציונליים]] מ[[ממד (אלגברה לינארית)|ממד]] חזקת-2, ולהיפך: הממד של [[סגור גלואה]] של כל תת-שדה מממד סופי של S הוא חזקת-2. ממילא, כל מספר מרוכב שהפולינום המינימלי שלו ממעלה שאיננה חזקת 2 (או שאינו [[מספר אלגברי]]), אינו שייך ל-S, ולכן אינו ניתן לבנייה.