חבורת אוילר – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
החלפתי ראשוני בראשוני איזוגי (כלומר שאינו 2)
אין תקציר עריכה
שורה 13:
על-פי ההגדרה, חבורת אוילר היא חבורת האיברים ההפיכים של ה[[חוג (מבנה אלגברי)|חוג]] <math>\ \mathbb{Z}/n\mathbb{Z}</math>. אם המספרים n ו- m זרים זה לזה, אפשר להוכיח באמצעות [[משפט השאריות הסיני]], בין אם באופן ישיר ובין אם בעזרת הזהות <math>\ \mathbb{Z}/mn\mathbb{Z} \cong \mathbb{Z}/n\mathbb{Z} \times \mathbb{Z}/m\mathbb{Z}</math>, את ה[[איזומורפיזם]] <math>\ U_{nm} \cong U_n \times U_m</math>. מכאן יוצא שכדי לתאר את חבורת אוילר כמכפלה של [[חבורה ציקלית|חבורות ציקליות]], די לתאר חבורה זו עבור n שהוא חזקת ראשוני.
 
כאשר p ראשוני אי זוגי, חבורת אוילר <math>\ U_p</math> היא ציקלית. לדוגמה, החבורה <math>\ U_{13}</math> נוצרת על ידי 2. לעובדה שתמיד קיימים יוצרים קטנים יחסית של החבורה יש חשיבות רבה ב[[מבחן ראשוניות|מבחני ראשוניות]]. טענה זו, על הציקליות של <math>\ U_p</math>, היא מקרה פרטי של משפט כללי יותר - תת-חבורה כפלית, סופית, של [[שדה (מבנה אלגברי)|שדה]] היא תמיד ציקלית. כדי להוכיח את הטענה, יש להבחין כי למשוואה <math>\ x^d=1</math> יש (בשדה) לכל היותר d פתרונות; מצד שני, אם d מחלק את p-1, אז הפולינום <math>\ x^{d}-1</math> מחלק את הפולינום <math>\ x^{p-1}-1</math>, וכך אפשר לראות שלמשוואה יש בדיוק d פתרונות. אם <math>\ r_d</math> יסמן את מספרם של המספרים שסדרם שווה ל- d, אפשר להוכיח באינדוקציה על d את השוויון <math>\ r_d=\phi(d)</math>.
 
כדי לראות שחבורת אוילר ציקלית גם עבור חזקות <math>\ p^t</math>, די להצביע על איבר מסדר <math>\ p^{t-1}</math> (מכפלתו של איבר כזה באיבר מסדר p-1 היא מסדר <math>\ \phi(p^t)=(p-1)p^{t-1}</math>). ואכן, כאשר p אי-זוגי, האיבר p+1 הוא כזה. לדוגמה, בחבורה <math>\ U_{3125}</math>, לאיבר 2057 יש סדר 4, ואילו ל-6 יש סדר 625. המכפלה, 2967, יוצרת את החבורה.