本课程为数学教育本科专业的专业课,是学习代数数论、代数几何、代数拓扑等基础数学课程及计算代数、编码等应用数学课程所必需的一门基础课,对准备从事代数各有关方向研究工作的学生亦甚适宜,其他方向的学生也可通过此课程获得代数方面的基本训练、常识或修养。其主要内容包括群、环、域的基本概念,初步性质和基本方法。本课程的教学内容共分为三章。第一章介绍群论,第二章介绍环论,第三章讨论域的扩张及其自同构。
第一章介绍群论。第一节介绍群的典型例子:循环群,二面体群,矩阵群和对称群。第二节介绍子群的概念,应用群的运算和子群的概念,定义群的等价关系,从而得到群的等价分类,由等价类,引出并讨论了子群的陪集的概念与性质。进而,证明了著名的拉格朗日定理,作为它的应用,给出了循环群的子群的刻画。第三节介绍群的同构和群的直积,这是研究群的结构不可缺少的工具。第四节介绍群的同态,正规子群,商群和可解群的定义和性质,借助于商群的概念证明了群同态基本定理, 从而对群的同态象作出了系统的描述。第五节介绍群在集合上的作用,群的自同构和轨道―稳定子定理及其基本应用。第六节介绍Sylow子群和Sylow定理,讨论有限群结构。第七节利用群的直积,讨论有限阿贝尔群的结构。第八节介绍自由群和群的表现及其应用。
第二章介绍环论。第一节介绍环和理想的定义与性质,以及环的类型:整环、域与除环,至于除环,我们主要介绍在代数学的发展史上曾产生过深远影响的四元数体。第二节介绍商环,环的直和与环的同态的概念,并证明环同态基本定理。第三节讨论两类特殊的理想:素理想和极大理想,并由此讨论有限域的构造。第四节讨论代数数域和Galois环的构造。第五节讨论唯一因子分解整环,主理想整环和欧几里得整环的性质。
第三章介绍域扩张及其自同构。第一节介绍域扩张,分裂域和正规扩张的概念和基本性质,讨论有限域的结构。第二节介绍域扩张的自同构,伽罗华群和伽罗华扩张的概念与性质。第三节介绍本原元素,迹与范数的概念和性质。
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