Chiziqli polinom - Linearised polynomial

Matematikada a chiziqli polinom (yoki q- polinom) bu a polinom buning uchun barcha tarkibiy qismlarning eksponentlari monomiallar ning vakolatlari q va koeffitsientlar kengaytirilgan maydonidan kelib chiqadi cheklangan maydon tartib q.

Biz odatdagi misolni shunday yozamiz

${ displaystyle L (x) = sum _ {i = 0} ^ {n} a_ {i} x ^ {q ^ {i}}, { text {qaerda har bir}} a_ {i} { text { }} F_ {q ^ {m}} ({ text {=}} GF (q ^ {m}))) ichida { text {ba'zi sobit musbat son uchun}} m.}$

Ushbu maxsus polinomlar sinfi ham nazariy, ham amaliy jihatdan muhim ahamiyatga ega.^[1] Ularning ildizlarining yuqori darajada tuzilganligi bu ildizlarni aniqlashni osonlashtiradi.

Xususiyatlari

• Xarita x → L(x) o'z ichiga olgan har qanday maydon bo'ylab chiziqli xaritadir F_q
• Ning ildizlari to'plami L bu F_q-vektor maydoni va ostida yopiq q-Frobenius xaritasi
• Aksincha, agar U har qanday F_q- o'z ichiga olgan ba'zi bir cheklangan maydonning chiziqli pastki maydoni F_q, keyin to'liq yo'qoladigan polinom U chiziqli polinom.
• Berilgan maydon bo'yicha chiziqli polinomlarning to'plami ko'pburchaklar qo'shilishi va tarkibi ostida yopiladi.
• Agar L nolga teng bo'lmagan chiziqli polinom ${ displaystyle F_ {q ^ {n}}}$ uning barcha ildizlari dalada yotgan holda ${ displaystyle F_ {q ^ {s}}}$ kengaytma maydoni ${ displaystyle F_ {q ^ {n}}}$, keyin har bir ildiz L bir xil ko'plikka ega, ya'ni 1 ga teng, yoki ijobiy kuchga ega q.^[2]

Ramziy ko'paytirish

Umuman olganda, ikkita chiziqli polinomning hosilasi chiziqli polinom bo'lmaydi, lekin ikkita chiziqli polinomning tarkibi chiziqli polinomni keltirib chiqarganligi sababli, kompozitsiya ko'paytirishning o'rnini bosuvchi sifatida ishlatilishi mumkin va shu sababli ham kompozitsiya ko'pincha deyiladi ramziy ko'paytirish ushbu sozlamada. Notatsional ravishda, agar L₁(x) va L₂(x) biz aniqlagan chiziqli polinomlar

${ displaystyle L_ {1} (x) otimes L_ {2} (x) = L_ {1} (L_ {2} (x))}$

ushbu nuqtai nazardan qaralganda.

Bog'liq polinomlar

Polinomlar L(x) va

${ displaystyle l (x) = sum _ {i = 0} ^ {n} a_ {i} x ^ {i} }$

bor q - sheriklar (eslatma: eksponentlar "q^men "ning L(x) "bilan almashtirildimen"ichida l(x)). Aniqrog'i, l (x} deyiladi an'anaviy q-sherik ning L (x)va L (x) bo'ladi chiziqli q-assotsiatsiya ning l (x).

q-polinomlar tugadi F_q

Ichida koeffitsientli chiziqli polinomlar F_q ramziy bo'linish, ramziy kamayish va ramziy omillarni aniqlashga imkon beradigan qo'shimcha xususiyatlarga ega. Ushbu turdagi chiziqli polinomning ikkita muhim misoli - Frobenius avtomorfizmi ${ displaystyle x mapsto x ^ {q}}$ va izlash funktsiyasi ${ displaystyle operator nomi {Tr} (x) = sum _ {i = 0} ^ {n-1} x ^ {q ^ {i}}}$.

Ushbu maxsus holatda, sifatida ko'rsatilishi mumkin operatsiya, ramziy ko'paytma kommutativ, assotsiativ va tarqatadi oddiy qo'shimchalar ustida.^[3] Bundan tashqari, ushbu maxsus holatda, ning ishlashini belgilashimiz mumkin ramziy bo'linish. Agar L(x) va L₁(x) chiziqli polinomlar F_q, biz buni aytamiz L₁(x) ramziy ravishda ajratadi L(x) agar chiziqli polinom mavjud bo'lsa L₂(x) ustida F_q buning uchun:

${ displaystyle L (x) = L_ {1} (x) otimes L_ {2} (x).}$

Agar L₁(x) va L₂(x) chiziqli polinomlar F_q an'anaviy q-assotsiatsiyalari bilan l₁(x) va l₂(x) navbati bilan, keyin L₁(x) ramziy ravishda ajratadi L₂(x) agar va faqat agar l₁(x) ajratadi l₂(x).^[4] Bundan tashqari, L₁(x) ajratadi L₂(x) bu holda oddiy ma'noda.^[5]

Chiziqli polinom L(x) ustida F_q daraja> 1 ramziy ma'noda qisqartirilmaydi ustida F_q faqat ramziy dekompozitsiyalar bo'lsa

${ displaystyle L (x) = L_ {1} (x) otimes L_ {2} (x),}$

bilan L_men ustida F_q omillardan biri 1-darajaga ega bo'lganlar, ramziy ravishda kamaytirilmaydigan polinom har doim bo'lishiga e'tibor bering kamaytirilishi mumkin oddiy ma'noda> 1 darajadagi har qanday chiziqli polinom noan'anaviy omilga ega x. Chiziqli polinom L(x) ustida F_q ramziy ma'noda qisqartirilmaydi, agar u an'anaviy bo'lsa q-birlashmoq l(x) ni qisqartirish mumkin emas F_q.

Har bir q-polinom L(x) ustida F_q daraja> 1 a ga ega ramziy faktorizatsiya ramziy ma'noda kamaytirilmaydigan polinomlarga aylantirildi F_q va bu faktorizatsiya mohiyatan noyobdir (omillarni qayta tuzish va nolga teng bo'lmagan elementlar bilan ko'paytirishgacha F_q.)

Masalan,^[6] 2-polinomni ko'rib chiqing L(x) = x¹⁶ + x⁸ + x² + x ustida F₂ va uning an'anaviy 2-assotsiatsiyasi l(x) = x⁴ + x³ + x + 1. ning kamaytirilmaydigan omillarga aylanishi l(x) = (x² + x + 1)(x + 1)² yilda F₂[x], ramziy faktorizatsiya beradi

${ displaystyle L (x) = (x ^ {4} + x ^ {2} + x) otimes (x ^ {2} + x) otimes (x ^ {2} + x).}$

Affin polinomlari

Ruxsat bering L ustidan chiziqli polinom bo'ling ${ displaystyle F_ {q ^ {n}}}$. Shaklning polinomiyasi ${ displaystyle A (x) = L (x) - alfa { text {for}} alpha in F_ {q ^ {n}},}$ bu afin polinom ustida ${ displaystyle F_ {q ^ {n}}}$.

Teorema: agar A nolga teng bo'lmagan afine polinomidir ${ displaystyle F_ {q ^ {n}}}$ uning barcha ildizlari dalada yotgan holda ${ displaystyle F_ {q ^ {s}}}$ kengaytma maydoni ${ displaystyle F_ {q ^ {n}}}$, keyin har bir ildiz A bir xil ko'plikka ega, ya'ni 1 ga teng, yoki ijobiy kuchga ega q.^[7]

Izohlar

Adabiyotlar

• Lidl, Rudolf; Niderreyter, Xarald (1997). Cheklangan maydonlar. Matematika entsiklopediyasi va uning qo'llanilishi. 20 (2-nashr). Kembrij universiteti matbuoti. ISBN  0-521-39231-4. Zbl  0866.11069.
• Myullen, Gari L.; Panario, Daniel (2013), Cheklangan maydonlar bo'yicha qo'llanma, Diskret matematika va uning qo'llanilishi, Boka Raton: CRC Press, ISBN  978-1-4398-7378-6