Teoria de Galois
Codi: 100102 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2500149 Matemàtiques | OB | 3 | 1 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Francesc Xavier Xarles Ribas
- Correu electrònic:
- Xavier.Xarles@uab.cat
Utilització d'idiomes a l'assignatura
- Llengua vehicular majoritària:
- català (cat)
- Grup íntegre en anglès:
- No
- Grup íntegre en català:
- Sí
- Grup íntegre en espanyol:
- No
Equip docent
- Pere Ara Bertrán
Prerequisits
Per a un bon seguiment de l'assignatura és necessari tenir present la Teoria de Grups vista a l'assignatura d'Estructures Algebraiques. Els grups s'usen de manera essencial dins de l'assignatura. De cara a poder treballar amb exemples, és especialment interessant està familiaritzat amb els grups "d'ordre petit".
També és important tenir present la part de teoria d'anells donada en l'assignatura Estructures algebraiques, especialment totes les qüestions relacionades amb la irreductibilitat de polinomis. La teoria de cossos finits donat a Estructures algebraiques també serà de molta utilitat.
Objectius
L'objectiu d'aquesta assignatura és presentar els rudiments de la Teoria de Galois i la seva aplicació a problemes de resolubilitat d'equacions per radicals. Aquest problema, un dels més antics de la història de les matemàtiques, té les seves arrels a l'antiguitat en temps dels babilonis i culmina brillantment amb l'obra d'Évariste Galois qui desenvolupà la teoria per a caracteritzar les equacions resolubles per radicals.
La presentació moderna de la teoria de Galois representa una part central de l'Àlgebra ja que els mètodes d'abstracció que s'hi utilitzen ens mostren la potència de diverses eines algebraiques introduïdes anteriorment. Així doncs, la traducció del problema a la teoria de cossos i posteriorment a la teoria de grups ens explica com branques abstractes i teòriques poden resoldre un problema clàssic i més aplicat.
En aquest curs començarem per introduir el problema de resolubilitat d'equacions per radicals en el context històric. Posteriorment la teoria de cossos ens proporcionarà el marc formal adequat on plantejar el problema i presentar de manera clara la teoria de Galois d'equacions.
Una de les eines fonamentals a la Teoria de Galois és la teoria de grups. El seu millor coneixement permet treballar més exemples i obtenir millors resultats. No obstant, per motius de temps, introduirem tant sols els conceptes més bàsics i recordarem les propietats necessàries durant el desenvolupament del curs.
Competències
- Assimilar la definició d'objectes matemàtics nous, de relacionar-los amb altres coneguts i de deduir les seves propietats
- Comprendre i utilitzar el llenguatge matemàtic
- Demostrar de forma activa una elevada preocupació per la qualitat en el moment d'argumentar o exposar les conclusions dels seus treballs
- Demostrar una elevada capacitat d'abstracció.
- Distingir, davant d'un problema o situació, el que és substancial del qual és purament ocasional o circumstancial.
- Que els estudiants hagin demostrat posseir i comprendre coneixements en un àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi.
- Que els estudiants hagin desenvolupat les habilitats d'aprenentatge necessàries per a emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia.
- Que els estudiants puguin transmetre información idees, problemes i solucions a un públic tan especialitzat com no especialitzat
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una forma professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se per mitjà de l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins de la seva àrea d'estudi.
Resultats d'aprenentatge
- Calcular grups de Galois d'equacions de grau baix i deduir la seva resolubilitat per radicals.
- Construir grups i anells quocient i cossos finits i operar en ells.
- Demostrar de forma activa una elevada preocupació per la qualitat en el moment d'argumentar o exposar les conclusions dels seus treballs
- Manipular expressions que involucrin elements algebraics i transcendents.
- Que els estudiants hagin demostrat posseir i comprendre coneixements en un àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi.
- Que els estudiants hagin desenvolupat les habilitats d'aprenentatge necessàries per a emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia.
- Que els estudiants puguin transmetre información idees, problemes i solucions a un públic tan especialitzat com no especialitzat
- Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una forma professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se per mitjà de l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins de la seva àrea d'estudi.
- Relacionar construccions geomètriques amb extensions algebraiques
Continguts
1. Elements bàsics
Resolució d'equacions polinomials: les fórmules per radicals pels polinomis de grau petit.
Anells, morfismes d'anells. Cos de fraccions d'un domini.
Subanells generats per elements i subcossos generats per elements.
Característica d'un cos.
2. Extensions de cossos.
Elements algebraics i elements transcendents.
El grau d'una extensió de cossos. Fórmula de les Torres.
Extensions algebraiques.
Extensions de monomorfismes. El grup Gal(L/K).
Cos de descomposició d'un polinomi.
El cas dels cossos finits.
3. Extensions normals i extensions separables
Extensions normals.
Derivada formal d'un polinomi i polinomis amb arrels múltiples.
Elements separables i extensions separables.
4. El Teorema fonamental de la teoria de Galois finita.
Extensions de Galois. El Teorema d'Artin.
La correspondència de Galois: El teorema Fonamental.
5. Teoria de Galois d'equacions.
Polinomis resolubles per radicals i grups resolubles.
Extensions ciclotòmiques i cícliques.
Teorema de Galois de resolubilitat per radicals.
Polinomis amb grup de Galois S_p, amb p primer.
6. El teorema fonamental de l'Àlgebra.
Metodologia
L'assignatura disposa de dues hores de classe de teoria i una de problemes durant 15
setmanes del curs. També hi ha 3 sessions de seminaris de dues hores que es
realitzaran durant 3 setmanes del semestre. Es recomana fortament l'assistència tant a les classes de teoria, a
les de problemes i als seminaris.
A les classes de teoria donarem les eines necessàries i més importants per a la comprensió i resolució de
problemes.
A les classes de problemes s'aprofundirà en l'assimilació i millor comprensió dels conceptes desenvolupats a
les classes teòriques mitjançant la resolució de problemes i exercicis. Aquest treball es durà a terme
mitjançant les explicacions fetes pel professor a la pissarra i la participació activa dels estudiants en la
discussió dels diferents arguments emprats per tal de solucionar els problemes.
Als seminaris, l'alumne pren part activa de diversa forma. Hi ha tres sessions de seminari i, en general, estaran molt enfocats al càlcul d'exemples.
Aquesta assignatura també oferirà recursos mitjançant el Campus Virtual. En aquest anirem penjant els
enunciats de les llistes de problemes i altre material que pugui complementar les classes de teoria,
problemes i seminaris.
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, per a la complementació per part de l'alumnat de les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura/mòdul.
Activitats formatives
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classe de seminaris | 6 | 0,24 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| Classes de problemes | 15 | 0,6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| Classes de teoria | 30 | 1,2 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Estudi de teoria | 27 | 1,08 | 1, 4, 5, 6, 8, 9 |
| Preparació d'exàmens | 16 | 0,64 | 1, 4, 6, 8, 9 |
| Preparació de seminaris | 10 | 0,4 | 1, 2, 4, 6, 7, 8, 9 |
| Realització de problemes | 40 | 1,6 | 1, 2, 4, 6, 8, 9 |
Avaluació
L'avaluació de l'assignatura es farà de la manera següent:
Un 35% de la nota correspondrà a la realització d'un examen parcial intersemestral.
Un 15% de la nota correspondrà a lliuraments de problemes i/o pràctiques.
Un 50% de la nota correspondrà a la realització d'un examen final.
Hi haurà un examen de recuperació, que permetrà recuperar la nota dels examens parcial i final. Per tal que un alumne es pugui presentar a aquest examen, caldrà haver-se presentat al examen parcial i al final (excepte causa justificada), i tenir una nota inferior a 5 de mitjana de l'assignatura.
Qualificació de No Avaluable. Un alumne es considera no avaluable tant sols quan compleix tots els requisits següents:
no es presenta a l'examen de gener-febrer,
no es presenta a l'examen de recuperació de febrer.
Matrícules: Després de l'examen final s'atorgaran les matrícules d'honor. Aquestes matrícules d'honor seran ja definitives.
Activitats d'avaluació
| Títol | Pes | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|---|
| Examen | 50% | 3 | 0,12 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 |
| Presentació exercicis | 15% | 1 | 0,04 | 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
| Prova intersemestral | 35% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9 |
Bibliografia
F.Bars, Teoria de Galois en 30 hores, http://mat.uab.cat/~francesc/docencia2.html
David A. Cox, Galois Theory. Hoboken : Wiley-Interscience, cop. 2004 http://syndetics.com/index.aspx?isbn=0471434191/summary.html&client=autbaru&type=rn12
D. S. Dummit, M. R. Foote, Abstract Algebra, Wiley, 2004.
D.J.H. Garling. A course in Galois Theory. Cambridge Univ. Press, 1986.
J. Milne. Fields and Galois Theory, http://www.jmilne.org/math/
P. Morandi. Fields and Galois Theory. GTM 167, Springer.
S. Roman. Field Theory. GTM 158, Springer.
Ian Steward "Galois Theory" Chapman & Hall / CRC, 2004 http://syndetics.com/index.aspx?isbn=1584883936/summary.html&client=autbaru&type=rn12
Bibliografia complementària:
Michael Artin, "Algebra" Prentice Hall, cop. 2011 http://syndetics.com/index.aspx?isbn=9780132413770/summary.html&client=autbaru&type=rn12
T. Hungerford, "Algebra" New York : Springer-Verlag, cop. 1974 http://syndetics.com/index.aspx?isbn=0387905189/summary.html&client=autbaru&type=rn12
Jean-Perre Tignol, "Galois' Theory of Algebraic Equations". World Scientific 2001
A. M. de Viola Priori, J.E. Viola-Priori. Teoría de cuerpos y Teoría de Galois. Reverté (2006).
Una versió novelada de la vida de Galois:
Josep Pla i Carrera. Damunt les espatlles de gegants. 1ra Edició: Editorial la Magrana. 2na Edició: Edicions FME http://www.fme.upc.edu/ca/arxius/damunt-les-espatlles-dels-gegants_jpla
Algunes webs d'interès:
http://www.galois-group.net
http://godel.ph.utexas.edu/~tonyr/galois.html
htpp://www-groups.dcs.st-andrews.ac.uk/%7Ehistory/Mathematicians/Galois.html
Curiositats origami: Robert J. Lang: http://www.langorigami.com
Tom Hull: http://www.merrimack.edu/thull/~omfiles/geoconst.html
Koshiro Hatori: http://origami.ousaan.com/library/conste.html
http://www.langorigami.com/science/mathlinks/mathlinks.php4.
Programari
Es podrà utilitzar puntualment el SageMath.