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ガロア生誕200周年記念スレ part 6



120 名前:Kummer ◆SgHZJkrsn08e [2012/03/07(水) 11:49:53.07 ]
命題(van der Waerden)
A を可換環とする。
B = A[X_1、...、X_n] を n 変数の多項式環とする。
s_k(1 ≦ k ≦ n) を B における次数 k の基本対称多項式(>>66)とする。
このとき s_1、...、s_n は A 上代数的独立(>>119)である。

証明
n に関する帰納法を使う。
n = 1 のときは s_1 = X_1 であるから本命題は成り立つ。
n > 1 と仮定する。
s_1、...、s_n が A 上代数的独立でないとして矛盾を導こう。
B の元 f ≠ 0 で f(s_1、...、s_n) = 0 となるものがある。
f として X_n に関する次数 m が最小のものをとる。
f = g_m(X_n)^m + g_(m-1)(X_(m-1))^(m-1) + ...+ g_0 とする。
ここで、各 g_i は A[X_1、...、X_(n-1)] の元である。
このとき g_0 ≠ 0 である。
何故なら g_0 = 0 なら f は X_n で割れて m の最小性に反するからである。

A-準同型 ψ:A[X_1、...、X_n] → A[X_1、...、X_(n-1)] を ψ(X_n) = 0 で定義する。

t_k(1 ≦ k ≦ n - 1) を A[X_1、...、X_(n-1)] における次数 k の基本対称多項式とする。
>>118より各 k、1 ≦ k ≦ n - 1 に対して s_k = t_k + t(k-1)X_n となる。
よって、ψ(s_k) = t_k である。

f(s_1、...、s_n) = 0 だから
g_m(s_1、...、s_(n-1))(s_n)^m + ...+ g_0(s_1、...、s_(n-1)) = 0
この両辺に ψ を適用すると ψ(s_n) = 0、ψ(s_k) = t_k (1 ≦ k ≦ n - 1)より
g_0(t_1、...、t_(n-1)) = 0
しかし、g_0 ≠ 0 であったからこれは帰納法の仮定に反する。
証明終






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