形式陈述
设 为 次数域, 为有理基。其判别式为
这里使用 迹配对公理库数域迹与迹配对Number field trace · Trace pairing乘法算子的迹等于全部嵌入像之和;计算 Q(√13) 的迹配对矩阵,并解释非退化、整性与迹零的区别。和行列式公理库行列式Determinant交换含幺环上方阵的交替多线性标量不变量。。若所选基是完整整数环的整数基公理库数域的整数基Integral basis整数环是秩等于扩张次数的自由整数模;用迹配对证明有限生成,并在 Q(√13) 中算出幂基子阶的指数。,所得整数称为数域判别式 ;它与整数基的选择无关。
设新基 ,则迹矩阵变为 ,所以
整基之间 ,所以 不变。若 是有限指数阶,则
若 是 的整原始元,其极小多项式判别式等于幂基 的判别式,而未必等于 ;非原始元只给出子域 的幂基。
直觉
迹配对把两条整数坐标方向相互比较,行列式检测整格在这个配对下的整体非退化程度。换基矩阵在两个输入上各作用一次,因此行列式出现平方,而不是一次幂。
判别式也记录素数处的退化:把迹矩阵模 后,如果不再可逆,整数环在这个素数处便不再像若干互不混合的有限域。这个桥梁把一个全局整数与局部分歧联系起来。
例子与边界
的两个判别式
用整数基 ,其中 、。已经算得
所以
若误用 当整基,得到矩阵 ,行列式为 。它并非计算错误,而是算了较小阶 的判别式。该阶指数为二,所以
正好核验指数平方律。
对应多项式 的判别式为 ,而 的判别式为 。不同原始元可给不同多项式判别式,数域本身的 却固定。
判别式不总为正
在 的整基 下,迹矩阵为 ,所以域判别式为 。一般有 对非实嵌入时, 的符号为 。因此把判别式直接称为“体积”不准确;在标准实—复 Minkowski 嵌入中,整数格的余体积是
平方根、绝对值和复坐标的因子都不能省略。
推论与应用
判别式怎样检测分歧
对有理素数 ,有
左边精确定义见分歧指数与剩余次数公理库分歧指数与剩余次数Ramification index · Residue degree素数分解中的指数 e 与剩余域次数 f 记录不同信息,通过 Q(√13) 的惰性、分裂、分歧三例核验求和公式。:在 的素理想分解中至少一个指数大于一。
证明机制是考察有限维 -代数 。未分歧时它是若干有限域的直积,有限域扩张可分,迹配对非退化;出现分歧时,某个素理想幂带来非零幂零元,使这个配对退化。整基迹矩阵模 恰是该有限代数的迹矩阵,因此退化当且仅当行列式 被 整除。
本例中只有 分歧, 不分歧。但多项式 模 变为 。这个重因子来自选用指数为二的子阶,不能说明域里的 分歧。Dedekind 分解判据公理库Dedekind 素理想分解判据Dedekind factorization theorem在素数不整除幂基指数时,由模 p 多项式的重数与次数读取素理想分解;完整展示坏指数素数的误判与修正。必须先排除素数整除该指数,才允许从模素数因式分解直接读取分歧。
判别式还给寻找整基一个有限检验:若某整元素基的判别式无平方因子,它的子格指数平方只能为一,因此已经是整基。反向不成立,完整数域判别式也可能含平方因子;不能把“有平方因子”直接当作漏掉整元素的证据。
参考资料