数域
Number Field
如果数集 `P` 对于加、减、乘、除(不为0)是封闭的,那么数集 `P` 就是一个数域
Number Field
设 `P` 是由一些复数组成的集合,其中包括 `0` 与 `1` ,如果 `P` 中做任意两个数(这两个数也可以相同)的和、差、积、商(除数不为零)仍然是 `P` 中的数,那么 `P` 就称为一个 数域;
显然,全体有理数组成的集合、全体实数组成的集合、全体复数组成的集合都是数域;这三个数域我们分别用字母 `Q`、`R`、`C` 来代表;全体整数组成的集合就不是数域;因为不是任意两个整数和商都是整数;
如果数的集合 `P` 中任意两个数作某一运算的结果都仍在 `P` 中,我们就说数集 `P` 对这个运算是 封装的;因此,数域的定义也可以说成,如果一个包含 `0`,`1` 在内的数集 `P` 对于加法、减法、乘法与除法(除数不为 `0` )是封装的那么 `P` 就称为一个数域;
`a+bsqrt2`
的数(其中 `a,b` 是任何有理数)构成一个数域;通常用 `Q(sqrt2)` 来表示这个数域;显然,数集 `Q(sqrt2)` 包含 `0` 与 `1` 并且它对于加减法是封装的;
又因为`(a+bsqrt2)(c+dsqrt2)=(ac+2bd)+(ad+bc)sqrt2`
`a,b,c,d`都是有理数,所以 `ac+2bd`,`ad+bc` 也是有理数;说明乘积 `(a+bsqrt2)(c+dsqrt2)` 还在 `Q(sqrt2)` 内,所以 `Q(sqrt2)` 对于乘法是封装的;
设 `a+bsqrt2!=0`,于是 `a-bsqrt2` 也不为零,而
`(c+d\sqrt2)/(a+b\sqrt2)=((c+d\sqrt2)(a-b\sqrt2))/((a+b\sqrt2)(a-b\sqrt2))`
`\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ =(ac-2bd)/(a^2-2b^2)+(ad-bc)/(a^2-2b^2)\sqrt2`
因为 `a,b,c,d` 是有理数,所以 `(ac-2bd)/(a^2-2b^2)`,`(ad-bc)/(a^2-2b^2)` 也是有理数;于是 `Qsqrt2` 对于除法是封装的;
`(a_0+a_1pi+cdots+a_npi^n)/(b_0+b_1pi+cdots+b_mpi^m)`
的数组成一数域,其中 `n,m` 为任意非负整数,`a_i`,`b_i`(`i=0,cdots,n`;`j=0,cdots,m`)是整数;
事实上,设 `P` 是一个数域,由定义,`P` 含有 `1`;根据 `P` 对于加法的封装性,`1+1=2`,`2+1=3`,`cdots`,`n+1=n+1`,`cdots` 全在 `P` 中,换句话说,`P` 包含全体自然数,又因 `0` 在 `P` 中,再由 `P` 对减法的封装性,`0-n=-n`也在 `P` 中,因而 `P` 包含全体整数;任何一个有理数都可以表成两个整数的商,由 `P` 对除法的封装性即得上述结论;
Create By Mr.Lu 2017-5-29 17:39