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中学でも分かるガロアの証明➁『部分群』について

     前回(本シリーズ (28))では『集合』と『群』を説明しました。ここでは『部分集合』と『部分群』について解説していきます。

     前回、3次置換全体の集合
     S3={id, ρ2, ρ3, τ1, τ2, τ3}S_3=\{id,  \rho_2,  \rho_3,  \tau_1,  \tau_2,  \tau_3\}
    は、置換の積(合成)という演算に関して群となることを解説しました。この集合 S3S_3 を『3次対称群』といいます。

    (再掲)3次対称群の要素

    ➀(αβγαβγ)=I=id(=ρ1)➁(αβγγαβ)=(α   γ   β)=ρ2➂(αβγβγα)=(α   β   γ)=ρ3}偶置換➃(αβγαγβ)=(βγ)=τ1➄(αβγγβα)=(αγ)=τ2➅(αβγβαγ)=(αβ)=τ3}奇置換\begin{align*} &\begin{rcases} ➀\hspace{6pt} \begin{pmatrix} \alpha & \beta & \gamma\\ \alpha & \beta & \gamma \end{pmatrix} =I=id(=\rho_1)\\ \\ ➁\hspace{6pt} \begin{pmatrix} \alpha & \beta & \gamma\\ \gamma & \alpha & \beta \end{pmatrix} =(\alpha     \gamma     \beta) =\rho_2\\ \\ ➂\hspace{6pt} \begin{pmatrix} \alpha & \beta & \gamma\\ \beta & \gamma & \alpha \end{pmatrix} =(\alpha     \beta     \gamma) =\rho_3 \end{rcases}偶置換\\ \\ &\begin{rcases} ➃\hspace{6pt} \begin{pmatrix} \alpha & \beta & \gamma\\ \alpha & \gamma & \beta \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} \beta & \gamma \end{pmatrix}=\tau_1\\ \\ ➄\hspace{6pt} \begin{pmatrix} \alpha & \beta & \gamma\\ \gamma & \beta & \alpha \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} \alpha & \gamma \end{pmatrix}=\tau_2\\ \\ ➅\hspace{6pt} \begin{pmatrix} \alpha & \beta & \gamma\\ \beta & \alpha & \gamma \end{pmatrix} =\begin{pmatrix} \alpha & \beta \end{pmatrix}=\tau_3 \end{rcases}奇置換 \end{align*}

     これらを三角形の図形の移動でとらえると

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     ①~③は回転、④~➅は反転と、2つに分けることができます。 
     ここからは『部分集合』、『部分群』について解説していきます。

    部分集合について

     例えば、2つの集合
     P={2, 4}\text{P}=\{2,  4\}
     Q={1, 2, 3, 4, 5}\text{Q}=\{1,  2,  3,  4,  5\}
    では、どの P\text{P} の要素もまた Q\text{Q} の要素になっています。つまり
     P\text{P} の要素 22 は Q\text{Q} の要素になっている。
     P\text{P} の要素 44 は Q\text{Q} の要素になっている。
     この2つの集合の関係を図で描くと、次のようになります。

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     このように、集合が表す範囲を視覚的に表したものを『ベン図』といいます。
     一般に、2つの集合 A\text{A}、B\text{B} において、A\text{A} のどの要素もまた B\text{B} の要素であるとき、すなわち

    x∈A ならば x∈B\begin{align*} x \in\text{A} ならば x \in\text{B} \end{align*}

    が成り立つとき、A は B に含まれる、または B は A を含むといいます。

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     また、A\text{A} が B\text{B} に含まれることを、記号で次のように書きます。

    A⊂B または B⊃A\begin{align*} \text{A}\subset\text{B} または \text{B}\supset\text{A} \end{align*}

    このとき、A\text{A} は B\text{B} の『部分集合』といいます。大きい方に開いていると覚えます。2つの集合の一方が他方の部分集合であるとき、この2つの集合の間に包含関係があるといいます。

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     先ほどの集合
     P={2, 4}\text{P}=\{2,  4\}
     Q={1, 2, 3, 4, 5}\text{Q}=\{1,  2,  3,  4,  5\}
    の例でいえば、P は Q に含まれるので

    P⊂Q または Q⊃P\begin{align*} \text{P}\subset\text{Q} または \text{Q}\supset\text{P} \end{align*}

    が成り立ちます。

    (再掲)

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     なお、同じ集合 A\text{A} に対して

    x∈A ならば x∈A\begin{align*} x \in\text{A} ならば x \in\text{A} \end{align*}

    が成り立つので、A\text{A} 自身も A\text{A} の部分集合、つまり

    A⊂A または A⊃A\begin{align*} \text{A}\subset\text{A} または \text{A}\supset\text{A} \end{align*}

    となります。また、A⊂B\text{A}\subset\text{B} かつ B⊂A\text{B}\subset\text{A} ならば、A\text{A} と B\text{B} はその要素がまったく一致して

    A=B\begin{align*} \text{A}=\text{B} \end{align*}

    となります。

     さて、整数全体の集合 Z\mathbb{Z} を要素を並べて書くと、次のようになります。

    Z={⋯ , −3. −2. −1,  0,  1,  2,  3, ⋯ }\begin{align*} \mathbb{Z}=\{\cdots,  -3.  -2.  -1,   0,   1,   2,   3,  \cdots\} \end{align*}

     ここで、自然数全体の集合を N\mathbb{N} を考えます。要素を並べて書くと次のようになります。

    N={1,  2,  3,  4,  5, ⋯ }\begin{align*} \mathbb{N}=\{1,   2,   3,   4,   5,  \cdots\} \end{align*}

    記号 N\mathbb{N} は、Natural number(自然数)の頭文字からきています。
     すると、集合 N\mathbb{N} は、集合 Z\mathbb{Z} に含まれていることがわかります。つまり

    N⊂Z\begin{align*} \mathbb{N}\subset\mathbb{Z} \end{align*}

     ベン図で表すと次のようになります。

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     つまり、集合 N\mathbb{N} は、集合 Z\mathbb{Z} の部分集合です。集合 N\mathbb{N} は、集合 Z\mathbb{Z} に含まれるという包含関係があります。

    集合 {1,  2,  3} のすべての部分集合

     ここで、集合 {1, 2, 3}\{1,  2,  3\} のすべての部分集合を考えてみましょう。以下の集合が {1, 2, 3}\{1,  2,  3\} の部分集合になります。
     ϕ\phi、{1}\{1\}、{2}\{2\}、{3}\{3\}、
     {1, 2}\{1,  2\}、{1, 3}\{1,  3\}、{2, 3}\{2,  3\}、{1, 2, 3}\{1,  2,  3\}
     ϕ\phi(ファイ)は空集合を表します。空集合は要素をまったくもたない集合です。空集合 ϕ\phi は、どのような集合の部分集合にもなっていると考えます。また、自分自身も部分集合となるので、{1, 2, 3}\{1,  2,  3\} も部分集合です。

     さて、整数全体の集合 Z\mathbb{Z} は、たし算に関して群となることは前回示しました。では、その部分集合である N\mathbb{N} も、たし算に関して群になるでしょうか? 前回述べた群の定義 (1)~(4) を満たすかどうかで確認していきます。
     まずは。前回やった群の定義の復習です。

    群の定義(復習)

     空でない集合 GG の任意の要素 a, b, ca,  b,  c の間に1つの演算 ∗* が規定されているとする。
     この集合 GG の任意の要素 a, b, ca,  b,  c が、その演算 ∗* に関して次の条件を満たすとき、GG は演算 ∗* に関して群であるという。
    (1) a∗ba*b は GG の要素である。
    (2) 交換法則 (a∗b)∗c=a∗(b∗c)(a*b)*c=a*(b*c) が成り立つ。
    (3) a∗e=e∗a=aa*e=e*a=a となる単位元 ee が GG に存在する。
    (4) a∗x=x∗a=ea*x=x*a=e となる逆元 xx が GG に存在する。

    ***

    (1) を満たすことを、集合 G\bm G は演算 ∗\bm * について閉じているといいます。演算の結果、集合 GG からはみ出さないことを意味します。
    (2) は、カッコを気にしないで、どこから演算を施してもよいことを保証します。
    (3) は、左右どちらから演算を施しても変化しない要素の存在です。その要素を単位元といいます。
    (4) は、左右両方から演算を施すと単位元になる要素の存在です。その要素を逆元といいます。

     要するに群とは、イメージとして
    (1) 全部そろっている
    (2) どこからでもつなげることができる
    (3) 変えないことができる
    (4) 元に戻すことができる
    の4つの条件が成り立つ要素の集まり(集合)です。

    部分群とは

     ある群 GG の空でない部分集合 HH が同じ演算で群になるとき、その部分集合 HH を、 GG の『部分群』といいます。
     ここで重要なのは、あくまでも「同じ演算で」ということです。もとの群がたし算に関して群となる場合、その部分群もたし算に関して群となります。

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    たし算に関してℕはℤの部分群か?

     さて、整数全体の集合

    Z={⋯ , −3. −2. −1,  0,  1,  2,  3, ⋯ }\begin{align*} \mathbb{Z}=\{\cdots,  -3.  -2.  -1,   0,   1,   2,   3,  \cdots\} \end{align*}

    は、たし算に関して群となることは前回示しました。では、その部分集合である自然数の集合

    N={1,  2,  3,  4,  5, ⋯ }\begin{align*} \mathbb{N}=\{1,   2,   3,   4,   5,  \cdots\} \end{align*}

    は部分群になるでしょうか。もちろん部分群は「同じ演算」で考えるので、考える演算はたし算です。
     では、群の定義 (1)~(4) を順に確認していきます。

    (1) 自然数同士を足しても自然数である。
     2+3=52+3=5(自然数)
     自然数はたし算について閉じています。

    (2) 結合法則は成り立つ。
    例 (2+3)+5=2+(3+5)(2+3)+5=2+(3+5)
     結合法則は常になりたちます。

    しかし・・・

    (3) 単位元は存在しない。
     足しても変化しないのが単位元です。例えば
     1+e=e+1=11+e=e+1=1
    を考えます。11 に足しても変化しないもの、これ満たす ee が単位元となりますが、それは自然数の集合には存在しません。計算上では e=0e=0 とすれば成り立ちますが、00 は自然数ではないので、(3) は満たさないことが分かります。
     よって (3) を満たさない(つまり、(1)~(4) のすべてを満たさない)ので、N\mathbb{N} はたし算に関して ZZ の部分群にならないことが示されました。

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    たし算に関して {-1, 0, 1} はℤの部分群か?

     一方、 Z\mathbb{Z} の部分集合として
     S={−1, 0, 1}S=\{-1,  0,  1\}
    をとったとき、この集合 SS はたし算に関して群になるでしょうか。群の定義 (1)~(4) を順に確認していきます。

    (1) SS の任意の要素同士を足しても SS の要素になる。
     すべての要素について確認します。
     −1+0=−1∈S-1+0=-1 \in S
     0+(−1)=−1∈S0+(-1)=-1 \in S
     −1+1=0∈S-1+1=0 \in S
     1+(−1)=0∈S1+(-1)=0 \in S
     0+1=1∈S0+1=1 \in S
     1+0=1∈S1+0=1 \in S
    より、足したものはすべて SS の要素になります。SS はたし算について閉じています。

    (2) 結合法則は成り立つ。
    例 (−1+0)+1=−1+(0+1)(-1+0)+1=-1+(0+1)
     結合法則は常に成り立ちます。

    (3) 単位元は存在する。
     足しても変化しないのが単位元です。
     −1+0‾=0‾+(−1)=−1-1+\underline{0}=\underline{0}+(-1)=-1(変化しない)
     0+0‾=0‾+0=0\hspace{8pt}0+\underline{0}=\underline{0}+0=0(変化しない)
     1+0‾=0‾+1=1\hspace{8pt}1+\underline{0}=\underline{0}+1=1(変化しない)
    より、下線部の 00 が単位元となります。よって、単位元は SS に存在します。

    (4) 逆元は存在する。
     たして単位元 00 になるのが逆元です。
     −1+1‾=1‾+(−1)=0-1+\underline{1}=\underline{1}+(-1)=0(単位元)
    より、−1-1 の逆元は 11
     0+0‾=0‾+0=00+\underline{0}=\underline{0}+0=0(単位元)
    より、00 の逆元は 00
     1+(−1‾)=−1‾+1=01+(\underline{-1})=\underline{-1}+1=0(単位元)
    より、11 の逆元は −1-1
     下線部が各々の逆元です。よって、すべての要素に対して逆元は SS に存在します。

     以上により、群の条件 (1)~(4) をすべて満たしているので
     S={−1, 0  1}S=\{-1,  0   1\}
    は、たし算に関して ZZ の部分群となります。
      NN も SS も ZZ の部分集合ではありますが、たし算に関して、NN は部分群ではなく SS は部分群となります。

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     部分集合であっても、部分群となる場合もあれば、ならない場合もあります。
     ここで部分群について補足です。
     ある群 GG の部分群のうち、最大のものは自分自身 GG です。また、最小のものは単位元 ee だけからなる群 {e}\{e\} です(注1)。この2つは『自明な部分群』といいます。どんな群にも、この自明な部分群は必ず存在します。自明な部分群以外の部分群を『真部分群』といいます。真部分群があるかないかは群によります。

    3次交代群について

     さて、3次対称群
     S3={id, ρ2, ρ3, τ1, τ2, τ3}S_3=\{id,  \rho_2,  \rho_3,  \tau_1,  \tau_2,  \tau_3\}
    は置換の積に関して群となりますが、その偶置換だけを集めた部分集合
     A3={id, ρ2, ρ3}A_3=\{id,  \rho_2,  \rho_3\}
    は、S3S_3 の部分群となるでしょうか。結論からいうと、A3A_3 は S3S_3 の部分群となります。この A3A_3 を『3次交代群』といいます。

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     では、この偶置換だけを集めた3次交代群 A3A_3 が、置換の積に関して群の定義 (1)~(4) を満たしていることを確認していきます。

    偶置換の集合が部分群になることの証明

    (1) 偶置換同士の積は偶置換である。

     A3A_3 の任意の2つの要素の積は A3A_3 の要素になります。
     A3A_3 の要素は全部で 33 通りあるので、その置換の積は全部で 3×3=93\times3=9 通りありますが、そのすべてが A3A_3 の要素になること、つまり A3A_3 からはみ出さないことを具体的に示していきます。
     前回 S3S_3 に対して行ったのと同じ方法なので、ここでは簡潔に書いていきます。

    (a) 先に idid を作用させると、結果は次のようになります。idid は恒等置換なので、いずれも変化しません。
    (a1) idid=ididid=id
    (a2) idρ2=ρ2id\rho_2=\rho_2
    (a3) idρ3=ρ3id\rho_3=\rho_3

     (a1)~(a3) は、すべて A3A_3 の要素になります。
     この結果を表にまとめると、次のようになります。先に作用させる置換を縦に、後に作用させる置換を横に並べています。

    後先  idρ2ρ3ididρ2ρ3←(a)\def\arraystretch{1.5} \hspace{0pt}後\\ \raisebox{-10pt}{先} \hspace{4pt} \begin{array}{c||c|c|c}     & id & \rho_2 & \rho_3\\ \hline\hline id & id & \rho_2 & \rho_3 \end{array} \begin{array}{c} \\ ← \text{(a)} \end{array}

    (b) 先に ρ2\rho_2 を作用させると、結果は次のようになります。
    (b1) ρ2id=ρ2\rho_2id=\rho_2
    (b2) ρ2ρ2=ρ3\rho_2\rho_2=\rho_3
    (b3) ρ2ρ3=id\rho_2\rho_3=id

     (b1)~(b3) は、すべて A3A_3 の要素になります。
     これまでの結果を表にまとめると、次のようになります。先に作用させる置換を縦に、後に作用させる置換を横に並べています。

    後先  idρ2ρ3ididρ2ρ3ρ2ρ2ρ3id←(a)←(b)\def\arraystretch{1.5} \hspace{0pt}後\\ \raisebox{-10pt}{先} \hspace{4pt} \begin{array}{c||c|c|c}     & id & \rho_2 & \rho_3\\ \hline\hline id & id & \rho_2 & \rho_3\\ \hline \rho_2 & \rho_2 & \rho_3 & id \end{array} \begin{array}{c} \\ ← \text{(a)}\\ ← \text{(b)} \end{array}

    (c) 先に ρ3\rho_3 を作用し、次に3次対称群のすべての要素を作用させると、結果は次のようになります。
    (c1) ρ3id=ρ3\rho_3id=\rho_3
    (c2) ρ3ρ2=id\rho_3\rho_2=id
    (c3) ρ3ρ3=ρ2\rho_3\rho_3=\rho_2

     (c1)~(c3) は、すべて A3A_3 の要素になります。
     これまで結果を表にまとめると、次のようになります。先に作用させる置換を縦に、後に作用させる置換を横に並べています。

    後先  idρ2ρ3ididρ2ρ3ρ2ρ2ρ3idρ3ρ3idρ2←(a)←(b)←(c)\def\arraystretch{1.5} \hspace{-10pt}後\\ \raisebox{-10pt}{先} \hspace{4pt} \begin{array}{c||c|c|c}     & id & \rho_2 & \rho_3\\ \hline\hline id & id & \rho_2 & \rho_3\\ \hline \rho_2 & \rho_2 & \rho_3 & id\\ \hline \rho_3 & \rho_3 & id & \rho_2 \end{array} \begin{array}{c} \\ \leftarrow (a)\\ \leftarrow (b)\\ \leftarrow (c) \end{array}

     以上により、3×3=93\times3=9 通りのすべてが A3A_3 の要素に含まれることが分かりました。A3A_3 は置換の積について閉じています。

    (2) 結合法則は成り立つ。

    例 (ρ2id)ρ3=ρ2(idρ3)(\rho_2id)\rho_3=\rho_2(id\rho_3)
      (ρ2id)ρ2=ρ2(idρ2)(\rho_2id)\rho_2=\rho_2(id\rho_2)
     任意の要素に対して成り立つので、同じ要素があっても構いません。
     結合法則は常に成り立ちます。

    (3) 単位元は存在する。

     置換の積で、変化しないのが単位元です。
     idid‾=id‾id=idid\underline{id}=\underline{id}id=id(変化しない)
     ρ2id‾=id‾ρ2=ρ2\rho_2\underline{id}=\underline{id}\rho_2=\rho_2(変化しない)
     ρ3id‾=id‾ρ3=ρ3\rho_3\underline{id}=\underline{id}\rho_3=\rho_3(変化しない)
    より、下線部の idid が単位元となります。よって、単位元は A3A_3 に存在します。

    (4) 逆元は存在する。

     置換の積で、単位元 idid になるのが逆元です。
     idid については
     idid‾=id‾id=idid\underline{id}=\underline{id}id=id(単位元)
    より、idid が逆元となります。
     ρ2\rho_2 については
     ρ2ρ3‾=ρ3‾ρ2=id\rho_2\underline{\rho_3}=\underline{\rho_3}\rho_2=id(単位元)
    より、ρ3\rho_3 が逆元となります。
     ρ3\rho_3 については
     ρ3ρ2‾=ρ2‾ρ3=id\rho_3\underline{\rho_2}=\underline{\rho_2}\rho_3=id(単位元)
    より、ρ2\rho_2 が逆元となります。
     下線部が各々の逆元です。よって、すべての要素に対して逆元は A3A_3 に存在します。
     置換を回転とみなすと、ρ2\rho_2 は 120∘120^\circ 回転、ρ3\rho_3 は 240∘240^\circ 回転なので、それらを連続して回転させると 360∘360^\circ になり、元に戻る(idid になる)というイメージです。

     以上により、群の定義 (1)~(4) をすべて満たしているので、A3A_3 は置換の積に関して群となります。そしてそれは S3S_3 の部分集合であることから、A3A_3 は S3S_3 の部分群となることが示されました。

    3次対称群のすべての部分群

     先ほど示したのも含めて、置換の積に関して
     S3={id, ρ2, ρ3, τ1, τ2, τ3}S_3=\{id,  \rho_2,  \rho_3,  \tau_1,  \tau_2,  \tau_3\}
    の部分群になるものには、全部で以下の6通りがあります。
     {id, ρ2, ρ3, τ1, τ2, τ3}=S3\{id,  \rho_2,  \rho_3,  \tau_1,  \tau_2,  \tau_3\}=S_3
     {id, ρ2, ρ3}=A3\{id,  \rho_2,  \rho_3\}=A_3
     {id, τ1}\{id,  \tau_1\}
     {id, τ2}\{id,  \tau_2\}
     {id, τ3}\{id,  \tau_3\}
     {id}\{id\}

     なお、自分自身 S3S_3 や、要素が単位元だけからなる集合 {id}\{id\} は『自明な部分群』となります。また、自明な部分群以外の部分群は『真部分群』となります。
     {id, ρ2, ρ3, τ1, τ2, τ3}\{id,  \rho_2,  \rho_3,  \tau_1,  \tau_2,  \tau_3\}(自明な部分群)
     {id, ρ2, ρ3}\{id,  \rho_2,  \rho_3\}(真部分群)
     {id, τ1}\{id,  \tau_1\}(真部分群)
     {id, τ2}\{id,  \tau_2\}(真部分群)
     {id, τ3}\{id,  \tau_3\}(真部分群)
     {id}\{id\}(自明な部分群)

     群の定義 (3) より、単位元があることは群の条件に必要なので、どの部分群にも単位元 idid が含まれます。
     ここでは {id, τ1}\{id,  \tau_1\} について、群の定義 (1)~(4) をすべて満たすことを確認していきます。

    (1) {id, τ1}\{id,  \tau_1\} の要素の積は {id, τ1}\{id,  \tau_1\} に含まれる。
     idid=ididid=id
     idτ1=τ1id\tau_1=\tau_1
     τ1id=τ1\tau_1id=\tau_1
     τ1τ1=id\tau_1\tau_1=id
    より、置換の積はすべて {id, τ1}\{id,  \tau_1\} に含まれます。{id, τ1}\{id,  \tau_1\} は置換の積について閉じています。

    (2) 結合法則は成り立つ。
    例 (τ1id)τ1=τ1(idτ1)(\tau_1id)\tau_1=\tau_1(id\tau_1)
     任意の要素に対して成り立つので、同じ要素があっても構いません。
     結合法則は常に成り立ちます。

    (3) 単位元は存在する。
     idid‾=id‾id=idid\underline{id}=\underline{id}id=id(変化しない)
     τ1id‾=id‾τ1=τ1\tau_1\underline{id}=\underline{id}\tau_1=\tau_1(変化しない)
    より、下線部の idid が単位元となります。

    (4) 逆元は存在する。
     idid‾=id‾id=idid\underline{id}=\underline{id}id=id(単位元)
    より、idid の逆元は idid です。
     τ1τ1‾=τ1‾τ1=id\tau_1\underline{\tau_1}=\underline{\tau_1}\tau_1=id
    より、τ1\tau_1 の逆元は τ1\tau_1 です。
     下線部が各々の逆元となります。

     以上により、群の定義 (1)~(4) をすべて満たしているので、{id, τ1}\{id,  \tau_1\} は部分群となります。他の部分群に対しても、同様にして群であることが証明されます。

    まとめ

     ここでは『部分群』の解説をしましたが、いよいよ次は、ガロアの証明の核となる『正規部分群』の解説に入ります。部分群のうち、特別な性質をもつ『正規部分群』が、解の公式が存在するかどうかのカギを握ります。次回はそれを解説する予定していきます。

    (注1){id} が群になることの証明。

     恒等置換のみの集合 {id}\{id\} が、置換の積に関して群の定義 (1)~(4) をすべて満たすことを確認していきます。
    (1) idididid は {id}\{id\} の要素である。
     idid=ididid=id
    より、{id}\{id\} の要素となります。

    (2) 結合法則は成り立つ。
    例 (idid)id=id(idid)(idid)id=id(idid)
    より、結合法則は成り立ちます。

    (3) 単位元は存在する。
     idid‾=id‾id=idid\underline{id}=\underline{id}id=id(変化しない)
    より、下線部の idid が単位元となります。

    (4) 逆元は存在する。
     idid‾=id‾id=idid\underline{id}=\underline{id}id=id(単位元)
    より、idid の逆元は下線部の idid です。

     以上により、群の定義 (1)~(4) をすべて満たしているので、恒等置換だけからなる集合 {id}\{id\} は、置換の積に関して群となります。idid は単位元なので、{id}\{id\} は単位元だけからなる群です。一般に、単位元だけからなる群は、すべての群の部分群となります。

    (参考)各章の内容

    (1)「2次方程式の解の公式」を式変形で導出
       ・平方完成
    (2)「3次方程式の解の公式」を導出するための準備
       ・11 の3乗根 ω\omega
    (3)「3次方程式の解の公式」を式変形で導出
       ・チルンハウス変換
    (4)「解と係数の関係」と「対称式」の解説
    (5)「対称式」を用いた「2次方程式の解の公式」の導出
    (6)「解の置換」と「ラグランジュ・リゾルベント」の解説
    (7)「ラグランジュ・リゾルベント」による「3次方程式の解の公式」の導出
    (8)「偶置換」と「奇置換」の解説(ここから「アーベルの証明」の準備)
    (9)「差積の2乗」が対称式となること、及び「差積」と平方根を結ぶ等式の証明。
    (10)「平方根」「3乗根」と次々と累乗根を加えていくアイデア
    (11)「アーベルの証明」のアイデアを用いて、なぜ「2次方程式の解の公式が存在するのか」を解説(添加する式について加筆予定)
    (12)「アーベルの証明」のアイデアを用いて、なぜ「3次方程式の解の公式が存在するのか」を解説(前編)。「差積の2乗の平方根」を用いて対称性を保つ置換を「偶置換」にまで絞り込む(対称性の破壊)。
    (13)「アーベルの証明」のアイデアを用いて、なぜ「3次方程式の解の公式が存在するのか」を解説(後編)。「ラグランジュ・リゾルベント」を用いて対称性を保つ置換を「恒等置換」にまで絞り込む(対称性の破壊)。⟶\longrightarrow 3次方程式の解の公式の完成
    (14)「アーベルの証明」の解説①。5次方程式の解の差積(または差積の2乗の平方根)を添加して、加減乗除ができる式の範囲を拡大。その結果、構成可能な式の対称性が5次置換(対称式)から偶置換シンメトリーへと破壊されることを解説。
    (15)「アーベルの証明」の解説②。すべての置換は互換で表せることから、5次置換をすべて互換の積で表して、偶置換と奇置換に分類する。
    (16)「アーベルの証明」の解説➂。「すべての偶置換は3次巡回置換の積で表される」ことの解説。
    (17)「アーベルの証明」の解説➃(最後)。「任意の3次巡回置換が5次巡回置換の積で表せる」ことによって、5次方程式には解の公式が存在しないことが証明されることの解説。
    (18)もっと分かりやすくシリーズ①「累乗根の添加」について重点解説。
    (19)もっと分かりやすくシリーズ②「対称性の破壊」について重点解説。
    (20)もっと分かりやすくシリーズ③「対称性を恒等置換まで破壊」することについて重点解説。
    (21)もっと分かりやすくシリーズ➃ 何次方程式でも「最初に解の差積を添加して対称性を破壊すること」は常套手段。
    (22)もっと分かりやすくシリーズ➄「解の和と差の連立」による2次方程式の解の公式の導出について。
    (23)もっと分かりやすくシリーズ➅「対称式ではない解の公式を基本対称式で表す」ことのついて。
    (24)もっと分かりやすくシリーズ➆「定数 ω\bm{\omega}」について復習
    (25)もっと分かりやすくシリーズ➇ 3次方程式の解の公式の導出方法「カルダノの方法」を復習
    (26)もっと分かりやすくシリーズ➈「カルダノの方法」と「対称性の破壊」の関連について
    (27)もっと分かりやすくシリーズ⑩ そもそもなぜ解の公式が存在しないかを『巡回置換』から紐解く
    (28)中学でも分かるガロアの証明① ガロアの発見した「群」について簡単に解説



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