Xem mẫu

  1. NGUY N CHÁNH TÚ Khoa Toán, Đ i H c Sư Ph m Hu Giáo trình đi n t LÍ THUY T M R NG TRƯ NG VÀ GALOIS Hu 12-2006
  2. D˘ ˜ ¯ AC TÍNH KY THUAT ˆ ˙ ˙ ˆ’ • Có the tra cu’u d´ n tu’ng phan cua giáo trình bang cách click vào Bookmarks ´ ¯e ` ˆ ` ˆ ’ ` ˘ ` ˆ ’ bên le trái cua Acrobat Reader. • Có siêu kiên ket tham khao chéo và tham chieu d´ n các tài lieu tham khao ´ ˆ ’ ´ ¯e ˆ ˆ ˆ ’ ˙ (305). • Có siêu liên ket d ˆ’ tra cu’u các thuat ngu’ hoac noi dung cu the bang Chı muc ´ ¯e ˆ ´ ˆ ˜ ˘ ˆ ˆ’ ` ˘ ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ’ ´ ˆ (307) o’ cuoi giáo trình. ˆ’ ´ ´ ˆ ’ • Có the liên ket vo’i trang web chı ra. • Có siêu liên ket d ˆ’ tham khao nhanh hu’o’ng dan giai cua tu’ng bài tap (250). ´ ¯e ˆ ’ ´ ˜ ˆ ’ ’ ` ˆ ˙ ˆ’ ¯o ˘ • Có the d c trên mang, download hoac nhanh chóng in thành giáo trình d c. ¯o ˙ ˙ ˙ ˙ • Có the dùng d ˆ’ trình chieu vo’i chu’c nang View|Full Screen. ˆ’ ¯e ´ ˆ ´ ´ ˘ ii
  3. MUC LUC ˙ ˙ `’ Dˆ` LOI NÓI ¯ AU ix ´’ ˆ˜ ’ HU’ONG DAN SU’ DUNG xiii ˙ ` ˆ VÀI NÉT VE LICH SU’ ’ 1 ˙ ’ ’ ¯a ´ a) Lich su’ giai phu’o’ng trình d thu’c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 ˙ ˆ ¯o ’ b) Cuoc d `’i cua Evariste Galois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ˙ ´ˆ ´ Chu’o’ng 0 KIEN THU’C CHUAN BI ˆ’ 21 ˙ 0.1 ` D˘ ˆ ´ cua tru’o’ng. Tru’o’ng. ¯ ac so ’ ` . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ˙ 0.2 ¯a ´ Vành d thu’c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 iii
  4. 0.3 ˆ ´ ˆ Mot so nhóm hu’u han . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ˜ 30 ˙ ˙ 0.4 Hàm Euler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 ˙ ’’ ˆ Chu’o’ng 1 MO RONG TRU’ONG `’ 45 ˙ §1 ’ ˆ ` ˆ ’ ’ ˆ ` Mo’ rong tru’o’ng. Bac cua mo’ rong tru’o’ng . . . . . . . . . . . . . 45 ˙ ˙ ˙ 1.1 ’ ˆ ` Mo’ rong tru’o’ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 ˙ 1.2 ˆ ’ ’ ˆ ` Bac cua mo’ rong tru’o’ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 ˙ ˙ ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 ˙ §2 ’’ rong d ’n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mo ˆ ¯o . . . . . 53 ˙ 2.1 ` ’ ˆ ˆ Vành con và tru’o’ng con sinh ra bo’i mot tap . . . . . . . . . 53 ˙ ˙ 2.2 Ca ´ u trúc cua mo’ rong d ’n . . . . . . . . . . . . . ˆ ’ ’ ˆ ¯o . . . . . 55 ˙ ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 ˙ §3 ’ ˆ ’ ˆ ¯a ´ˆ Mo’ rong hu’u han và mo’ rong d i so . . . . . . . . . . . ˜ . . . . . 69 ˙ ˙ ˙ ˙ 3.1 ´ ˆ ’ ’ ˆ ’ ˆ ¯a ´ Tính chat cua mo’ rong hu’u han và mo’ rong d i so ˜ ˆ . . . . . 69 ˙ ˙ ˙ ˙ iv
  5. 3.2 ` ` ’ ¯a ´ ˆ ˆ ` Tru’o’ng con các phan tu’ d i so. Tru’o’ng d ¯a ´ ˆ ¯óng d i so. Bao d¯óng ˙ ˙ ¯a ´ ˆ d i so. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 ˙ ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 ˙ §4 ` ˘ ´ ’ Du’ng hình bang thu’o’c ke và compa . . . . . . . . . . . . . . . . 77 ˙ 4.1 Ba bài toán du’ng hình co d ˆ’ n . . . . . . . . . . . . . . . . ˆ’ ¯ie 77 ˙ 4.2 Dˆ ¯ ie`u kien can d ˆ’ d giác d ˆ u p canh du’ng d ’o’c bang thu’o’c ˆ ` ¯e ¯a ˆ ` ¯e ¯u ` ˘ ´ ˙ ˙ ˙ ˙ ’ ke và compa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 ˙ §5 ` ’ ˆ ¯a ´ D ´ ¯u Tru’o’ng phân rã cua mot d thu’c. ¯ a thu’c tách d ’o’c . . . . . . . 91 ˙ ˙ 5.1 Tru’o ’ `’ng phân rã cua mot d thu’c . . . . . . . . ˆ ¯a ´ . . . . . . . 91 ˙ 5.2 ´ ¯u ¯ a thu’c tách d ’o’c . . . . . . . . . . . . . . . . D . . . . . . . 98 ˙ ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 ˙ ´ ˆ Chu’o’ng 2 LÍ THUYET GALOIS 109 §6 ’ ¯a ´ ˆ ` ’ ’ ˆ Tu’ d ˘ ng cau và tru’o’ng trung gian cua mo’ rong tru’o’ng . . . . . . 109 ` ˙ ˙ 6.1 ’ ´ ’ ’ ˆ Nhóm các tu’ d ˘ ng cau cua mo’ rong tru’o’ng . . . . . . . . . 110 ¯a ˆ ` ˙ ˙ v
  6. 6.2 ` ’ ’ ˆ ` Tru’o’ng trung gian cua mo’ rong tru’o’ng . . . . . . . . . . . 114 ˙ ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 ˙ §7 ¯u ˆ’ ˘ ´ ’’ rong tách d ’o’c, chuan tac và Galois . . . . . . . . . Mo ˆ . . . . . 124 ˙ ˙ 7.1 ’ ˆ ¯u ¯i ` ˆ Mo’ rong tách d ’o’c và d nh lí phan tu’ nguyên thuy ’ ’ . . . . . 124 ˙ ˙ ˙ 7.2 ˆ’ ’ ’ ˆ Tiêu chuan cua mo’ rong Galois và chuan tac . . . ˆ’ ´ ˘ . . . . . 127 ˙ ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 ˙ §8 ’ ’ ´ ˆ ¯ ˙nh lí co’ ban cua Lí thuyet Galois . . . . . . . . . . . Di . . . . . 137 ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 ˙ §9 Mo ´ ´ ˆ ’ ´ ˆ t so u’ng dung cua Lí thuyet Galois . . . . . . . . . . ˆ . . . . . 156 ˙ ˙ 9.1 ` Tru’o’ng hu’u han . . . . . . . . . . . . . . . . . . ˜ . . . . . 156 ˙ 9.2 ` ¯a ´ ¯u ` Tru’o’ng và d thu’c chia d ’o’ng tròn . . . . . . . . . . . . . . 160 9.3 D ¯e` ¯u ` ’ ¯ a giác d ˆ u du’ng d ’o’c bang thu’o’c ke và compa . . ˘ ´ . . . . . 169 ˙ ˙ 9.4 ’ ’ ¯a ´ ˆ ¯ ˙nh lí co’ ban cua d ˙ i so . . . . . . . . . . . . . . Di . . . . . 171 ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 ˙ ’ ¯a ´ § 10 Nhóm Galois cua d thu’c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 10.1 ˆ ´ Biet thu’c . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 ˙ vi
  7. 10.2 ’ ¯a ´ ˆ Nhóm Galois cua d thu’c bac 3 . . . . . . . . . . . . . . . . 181 ˙ 10.3 ¯ a thu ˙ D ˆ ´’c bac 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 10.4 ´ ˆ’ ¯ a thu’c tong quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . D 191 ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 ˙ ˆ’ ’ ¯u ` ˘ ˘ ´ ’ ¯a ´ § 11 Tiêu chuan giai d ’o’c bang can thu’c cua d thu’c . . . . . . . . . 201 ˙ ’ ˆ ˘ ˆ’ ’ ¯u 11.1 Mo’ rong can và tiêu chuan giai d ’o’c . . . . . . . . . . . . . 201 ˙ ˙ ’ ¯u ’ ¯a ´ ˆ ´ ´ ˆ 11.2 Tính không giai d ’o’c cua d thu’c có bac lo’n ho’n bon . . . . 211 ˙ ˙ ˆ ˘ ´ ’ ¯a ´ ˆ’ ˆ 11.3 Nghiem can thu’c cua các d thu’c tong quát có bac không quá 4213 ˙ ˙ ˆ Bài tap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 ˙ PHU LUC 223 ˙ ˙ A ’ ¯u ¯o Nhóm giai d ’o’c và nhóm d ’n . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 ˙ B ¯ ˙nh lí Sylow và ¯ ˙nh lí Cauchy Di Di . . . . . . . . . . . . . . . 239 C Bao d ¯a ´ ’ ˆ ˆ ` ¯óng d i so cua mot tru’o’ng . . . . . . . . . . . . . . . 242 ˙ ˙ D ˆ` So’ lu’o’c ve Maple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 ˙ ´’ ˜ ˆ ’ HU’ONG DAN GIAI BÀI TAP ˆ 250 ˙ vii
  8. ’ ˆ ´’ BANG KÍ HIEU VÀ QUY U’OC 302 ˙ ˆ ’ TÀI LIEU THAM KHAO 305 ˙ ’ CHI MUC 307 ˙ viii
  9. `’ Dˆ` LOI NÓI ¯ AU ´ ˆ ˆ Lí thuyet Galois là mot trong nhu’ng lí thuyet d p d ˜ nhat cua d i so, tap ho’p ˜ ´ ¯e ¯e ˆ ´ˆ ’ ¯a ´ ˆ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ nhie ˆ`u kien thu’c và phu’o’ng pháp cua các lınh vu’c toán hoc khác nhau, nham giai ´ˆ ´ ’ ˜ ` ˘ ’ ˙ ˙ quyet các bài toán co d ˆ’ n và nhu’ng van d ˆ quan trong khác cua d i so hien d i. ´ ˆ ˆ’ ¯ie ˜ ´ ¯e ˆ ` ’ ¯a ´ ˆ ¯a ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˆ ´ ’ ´ ˆ ’ Mot trong nhu’ng u’ng dung chu yeu cua Lí thuyet Galois là giai quyet bài toán ˜ ´ ˆ ’ ´ ˆ ˙ ˙ ˆ tìm nghiem can thu’c cu˘ ´ ’ a phu’o’ng trình d thu’c, d ˘ c biet chı ra rang phu’o’ng trình ¯a ´ ¯a ˆ ’ ` ˘ ˙ ˙ ˙ ˆ ´ ´ˆ ˆ’ ’ ¯u ` ˘ ˘ bac lo’n ho’n bon không the giai d ’o’c bang can thu’c. Mat khác, Lí thuyet Galois cho ´ ˘ ´ ˆ ˙ ˙ ˙ ¯i ¯a ¯e` phép xác d nh d giác d ˆ u n canh du’ng d ’o’c bang thu’o’c ke và compa. Bên canh ¯u ` ˘ ´ ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ¯ó, ˆ ¯u d chúng ta nhan d ’o’c tu’ Lí thuye ` ´ t Galois lo’i giai cho ba bài toán du’ng hình co ˆ ` ’ ˆ’ ˙ ˙ ˙ d ˆ’ n, d là không the (bang thu’o’c ke và compa) chia ba mot góc, gap d hình lap ¯ie ¯ó ˆ’ ` ˘ ´ ’ ˆ ´ ¯ôi ˆ ˆ ˙ ˙ phu’o’ng hoac ca ˘ ˆ ` u phu’o’ng d ’o’ng tròn. ¯u ` ˙ ` ˆ ’ ´ˆ ` Do tam quan trong cua Lí thuyet Tru’o’ng và Galois mà tu’ nam 1986, môn hoc ` ˘ ˙ ˙ ¯ã ¯u ˆ ¯ào ¯u này d d ’o’c Bo Giáo duc và d tao d ’a vào trong chu’o’ng trình chính thu’c cua ´ ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ` D ’ khoa Toán các tru’o’ng ¯ ai hoc và Cao d ˘ ng, d ˘ c biet là cho khoa Toán các Tru’o’ng ¯a ¯a ˆ ` ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ˆ ´ ˆ ¯u Su’ pham. Ho’n the, Lí thuyet Galois cung d ’o’c giang day cho các lo’p Cao Hoc, xem ˜ ’ ´ ˙ ˙ ˙ ˙ nhu’ kie ´ n thu’c co’ ban d ˆ’ tu’ d mo’ rong cho nhu’ng nghiên cu’u lí thuyet và u’ng ˆ ´ ’ ¯e ` ¯ó ’ ˆ ˜ ´ ´ ˆ ´ ˙ dung sâu sac ho’n. ´ ˘ ix ˙
  10. ’ ’ Giáo trình này ra d `’i trên co’ so’ bài giang cua tác gia cho sinh viên Khoa Toán, ¯o ’ ’ ` ˆ ´ ´ ˆ Tru’o’ng ¯ ai hoc su’ pham Hue suot ho’n 10 nam tru’c tiep giang day môn hoc này. D ˘ ´ ˆ ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ¯ó, ’ ’ ¯u ’ Trong quá trình d ban thao d ’o’c chınh su’a và bo sung sao cho vu’a phù ho’p vo’i ’ ˆ’ ` ´ ˙ ˙ ’ ˆ chu’o’ng trình cua Bo Giáo duc và ¯ ào tao, vu’a d u’ng nhu cau su’ dung các công D ` ¯áp ´ ˆ` ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ’ ¯a ´ ˆ ` ˆ’ cu mo’i cua d i so tính toán, vu’a bo sung nhu’ng kien thu’c liên quan khó có the ˜ ´ˆ ´ ˆ’ ˙ ˙ tìm d ¯u ˆ ˆ’ ’ trong mot vài quyen sách tham khao. Vì the, giáo trình ra d `’i, tru’o’c het, ’ ´ ˆ ¯o ´ ´ ˆ ˙ ` ` ’ ’ nham d u’ng nhu cau su’ dung cua sinh viên d i hoc, cao d ˘ ng và hoc viên cao ˘ ¯áp ´ ˆ ¯a ¯a’ ˙ ˙ ˙ ˙ hoc ngành toán. Bên canh d giáo trình có the ¯ó, ’ là mot tài lieu tham khao bo ích cho ˆ ˆ ˆ ’ ˆ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ˆ’ giáo viên pho thông trung hoc và hoc sinh gioi. Ho có the tìm thay trong giáo trình ’ ˆ’ ´ˆ ˙ ˙ ˙ ’ ˘ ˆ này co’ so’ toán hoc chat che cho viec tìm nghiem can thu’c cua phu’o’ng trình d ˜ ˆ ˘ ´ ’ ¯a ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ’ ` ˘ ´ thu’c, cua các bài toán du’ng hình bang thu’o’c ke và compa, nhu’ng kien thu’c ve lich ’ ˜ ´ˆ ´ ˆ ` ˙ ˙ ’ su’ toán hoc liên quan. Ngoài ra, giáo trình so’ lu’o’c gio’i thieu ve Maple, mot trong ´ ˆ ` ˆ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ nhu’ng he tho ˜ ˆ ˆ ´ ng tính toán d i so manh me và pho bien nhat hien nay. Thông qua ¯a ˆ ´ ˜ ’ ´ ˆ ˆ ´ ˆ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ’ nhu’ng ví du minh hoa, giáo trình chı ra kha nang tính toán manh me cua Maple ˜ ’ ˘ ˜ ’ ˙ ˙ ˙ cung nhu’ viec ho tro’ d ´ c lu’c cua phan mem này cho các giáo viên pho thông, cho ˜ ˆ ˜ ˆ ¯a˘ ’ ˆ` ` ˆ ˆ’ ˙ ˙ ˙ ¯o ’ sinh viên và hoc sinh trong hoat d ˆ ng giang day, nghiên cu’u và hoc tap toán. ´ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ x
  11. ¯u ´ ¯a Giáo trình d ’o’c biên soan trên nguyên tac d ’ m bao d ˆ y d ’ và chat che cua kien ˘ ’ ¯a ¯u ` ˘ ˜ ’ ´ ˆ ˙ ˙ ˙ ´ D ˆ’ ’ ’ ˆ ` thu’c. ¯ e làm viec vo’i giáo trình này, d ˆ c gia chı can mot so kien thu’c co’ so’ cua d i ˆ ´ ¯o ˆ ´ ´ ˆ ˆ ´ ’ ’ ¯a ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ˆ ´ ˆ ¯a ´ ¯aˆ ¯ã so tuyen tính, lôgic, d i so d i cu’o’ng nhu’ d hoc trong nam thu’ nhat và thu’ hai ˘ ´ ´ˆ ´ ˙ ˙ ˙ cu D ˘ ¯a ’ ˜ ´ ’ a ¯ ai hoc hoac Cao d ˘ ng. Ngoài nhu’ng kien thu’c d nhu’ng khái niem mo’i d ’o’c ˆ ´ ¯ó, ˜ ˆ ´ ¯u ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ¯i ˜ ˜ ´ ` d nh nghıa và nhu’ng ket qua mo’i d ˆ u d ’o’c chu’ng minh d ˆ y d ’ . Phan kien thu’c ˆ ’ ´ ¯e ¯u ´ ` ¯a ¯u ` ˆ ´ ˆ ´ ˙ ˙ bo ˆ’ sung, neu chu’a d ’o’c hoc trong nhu’ng nam d ˆ u tiên cua chu’o’ng trình ¯ ai hoc, ´ ˆ ¯u ˜ ˘ ¯a` ’ D ˙ ˙ ˙ ˙ Cao d ¯a’ ˜ ¯u ´ ˆ ´ ˘ ng, se d ’o’c gio’i thieu chi tiet trong Phu luc. Cuoi moi tiet (§), giáo trình ˆ ´ˆ ˆ ´ ˜ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ cung cap mot he thong phong phú các bài tap tu’ de d´ n khó, bat d ˆ u tu’ bài trac ´ ˆ ˆ ˆ ´ ˆ ˆ ` ˆ ¯e ˜ ˆ ´ ¯a ` ˘ ` ´ ˘ ˙ ˙ ˙ ´ ` ˘ ¯o ’ ´ nghiem lí thuyet nham giúp d ˆ c gia nam mot cách chac chan nhu’ng khái niem và ˆ ˆ ˘ ˆ ´ ˘ ´ ˘ ˜ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ’ ’ ´ ` ket qua chu yeu. Gan 150 bài tap trong giáo trình d ˆ u có phan hu’o’ng dan giai d ˆ y ˆ ˆ ˆ ˆ ¯e ` ˆ` ´ ˜ ˆ ’ ¯a ` ˙ d¯u ˜ ˆ ¯o ˆ’ ’ trong no lu’c giúp d ˆ c gia có the tu’ hoc. Qua thu’c te giang day, tác gia cho rang ’ ´ ’ ˆ ’ ` ˘ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˆ ˆ ’ ¯a viec day-hoc toán hien nay nói chung, o’ d i hoc nói riêng, ngu’o’i day và ngu’o’i hoc ` ` ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ` ˆ ˜ ˆ ˆ ’ ’ ` ˆ can khai thác su’ ho tro’ hieu qua cua các phan mem toán hoc. Có su’ ho tro’ này, ˆ` ˆ˜ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ viec day-hoc có nhu’ng thay d ˆ ˆ ˜ ¯o’ i tích cu’c và chat lu’o’ng giáo duc d ’o’c cai thien rõ ´ ˆ ¯u ’ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˆ ´ ˆ ´ ˘ ´ ˆ ´ ret. Cùng vo’i viec nam vu’ng kien thu’c lí thuyet, có kha nang giai quyet các bài ˜ ´ ˆ ’ ˘ ’ ´ ˆ ˙ ˙ ´ ` ` ˆ ´ ’ ˆ toán u’ng dung, ngu’o’i hoc can biet su’ dung các phan mem ho tro’ cho các muc d ˆ` ` ˆ ˜ ˆ ¯ích ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ xi
  12. ˆ’ ` ˆ ´ˆ tính toán cu the. Có nhieu tính toán rat khó và phu’c tap tru’o’c d nay tro’ nên ´ ´ ¯ây ’ ˙ ˙ ¯o ’ ´ ’ ` ˆ ` ˆ vô cùng d ’n gian vo’i su’ tro’ giúp cua các phan mem toán hoc. Trên tinh than d ` ˆ ¯ó, ˙ ˙ ˙ o ˜ ’ ˆ’ ’’ nhu’ng vi trí thích ho’p, tác gia bo sung các lenh và ví du minh hoa cho viec su’ ˆ ˆ ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ dung Maple. ˙ D ˆ’ ’ ¯ã ˆ ¯u ¯ e hoàn thành giáo trình này, tác gia d nhan d ’o’c su’ ho tro’ cua nhieu the he ˜ ˆ ’ ` ˆ ´ ˆ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ sinh viên và hoc viên cao hoc trong vie ˆ ’ ˆ c phát hien, su’a chu’a sai sót trong giáo ˜ ˙ ˙ ˙ ˙ ` ` ˆ ` trình. Nhieu thay cô, d ˆ ng nghiep và ban bè cung d d ˆ ¯o ˆ ˜ ˆ` ¯ã ¯óng góp nhieu ý kien quý ´ ˆ ˙ ˙ báu trong quá trình biên soan. Nhân dip giáo trình này ra d `’i, tác gia, mot lan ¯o ’ ˆ ˆ ` ˙ ˙ ˙ nu’a, go’i lo’i cam o’n sâu sac d´ n các thay cô, d ˆ ng nghiep, ban bè và sinh viên ve ˜ ’ ` ’ ´ ¯e ˘ ˆ ` ˆ ` ¯o ˆ ` ˆ ˙ ˙ ¯o nhu’ng giúp d ˜’ vô giá trên. ˜ ˘ ¯ã ´ ˘ ˆ ´ ˆ’ Mac dù d co gang, giáo trình này không the tránh khoi nhu’ng thieu sót. Tác ’ ˜ ´ ˆ ˙ ’ ´ ˆ ´ ˆ ˆ ¯u gia vô cùng biet o’n neu nhan d ’o’c nhu’ng ý kien d ˜ ´ ¯óng góp, bình luan và nhu’ng ˆ ˆ ˜ ˙ ˙ ˙ ˜ ’ ¯o phát hien loi trong giáo trình này cua d ˆ c gia gan xa. Moi ý kien d ˆ ˆ ’ ˆ ` ´ ¯óng góp, trao d ˆ’ i ˆ ¯o ˙ ˙ ˙ ` ’ ˆ ¯i ’ ˜ ˆ xin gu’i ve d a chı : TS. Nguyen Chánh Tú, Khoa Toán, Tru’o’ng ¯ ai hoc su’ pham ` D ˙ ˙ ˙ ˙ Hue ´ , 32 Lê Lo’i, Thành pho Hue, email: nctu2000@yahoo.com. ˆ ´ ˆ ´ ˆ ˙ ´ˆ Hue ngày 25 tháng 4 nam 2007. ˘ xii
  13. ´’ HU’ONG DAN SU’ DUNG ˆ˜ ’ ˙ ´ˆ ˆ` ´ ˆ ˆ Lí thuyet Galois có nhieu cách tiep can khác nhau. Mot cách tiep can có nhieu ˆ ´ ˆ ˆ ` ˆ ˙ ˙ ˙ u’u d ˆ ¯ie ’ m là trình bày Lí thuyet Galois trên co’ so’ Lí thuyet mo’ rong tru’o’ng. Quan ´ˆ ’ ´ˆ ’ ˆ ` ˙ d ˆ’ m d cua Bo Giáo duc và d tao d ’o’c chúng tôi thong nhat trong viec biên ¯ie ¯ó ’ ˆ ¯ào ¯u ´ ˆ ´ ˆ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ soan giáo trình này. Giáo trình có 2 chu’o’ng, u’ng vo’i Lí thuye ´ ´ ´ t mo’ rong tru’o’ng và ˆ ’ ˆ ` ˙ ˙ ´ ˆ ˜ ˆ ¯u Lí thuyet Galois. Moi chu’o’ng d ’o’c chia ra thành các tiet (§) tu’o’ng u’ng vo’i 4-5 gio’ ´ˆ ´ ´ ` ˙ ˆ ´ ˆ’ hoc tap trên lo’p. Ngoài ra, giáo trình có bo sung phan Kien thu’c chuan bi (Chu’o’ng ` ˆ ´ ˆ ´ ˆ’ ˙ ˙ ˙ 0), nha ` m nhac lai nhu’ng kien thu’c cu chu yeu có liên quan sau này. Giáo trình co ˘ ´ ˘ ˜ ´ˆ ´ ˜ ’ ´ˆ ´ ˆ ˙ ´ ˘ ´ ´ ˆ ’ gang trình bày theo thu’ tu’ ho’p lí nhat cua viec giang day-hoc tap môn hoc. Tuy ˆ ’ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ nhiên tùy theo muc d ¯ích mà d ˆ c gia ¯o ˆ’ ’ ’ có the su’ dung theo mot thu’ tu’ phù ho’p khác. ˆ ´ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ` ´ ˆ ’ ´ ¯o Sau khi d c xong phan lí thuyet cua tiet, d ˆ c gia can tu’ mình giai quyet các bài ¯o ˆ ˆ ’ ˆ ` ’ ´ ˆ ˙ ˙ ˙ tap cuo ˆ ˆ ˆ ´ ’ ` ˆ ´ ˘ ˆ ˆ’ ´ i tiet và tra lo’i bài tap trac nghiem (có the tham khao phan hu’o’ng dan, neu ’ ˆ` ´ ˜ ˆ ´ ˆ ˙ ˙ ˙ can). Các bài tap d ’o’c sap xep tu’ de d´ n khó ; nhu’ng bài tap (*) d ho’i su’ tu’ duy ` ˆ ˆ ¯u ´ ˘ ´ ˆ ` ˆ ¯e ˜ ˆ ˜ ˆ ¯òi ˙ ˙ ˙ ˙ ¯ã ´ ˆ ¯ie` cao ho’n. Nhu’ d trình bày, neu có d ˆ u kien, d ˆ c gia nên khai thác su’ dung Maple ˆ ¯o ’ ’ ˙ ˙ ˙ thông qua các ví du và noi dung cu the ˆ ˆ’ trong giáo trình. ˙ ˙ ˙ ` ’ ´ ˆ ´ Tu’ (§ 8), giáo trình su’ dung thêm các kien thu’c sâu sac ho’n cua d i so d i cu’o’ng. ´ ˘ ’ ¯a ´ ¯a ˆ ˙ ˙ ˙ xiii
  14. ´ ˆ ´ ¯u ´ ˆ Nhu’ng kien thu’c này d ’o’c trình bày chi tiet trong Phu luc. ˜ ˙ ˙ ˙ Các d nh lí, menh d ˆ ˆ ¯i ˆ ¯e ’ ˆ’ ¯e ¯u ¯ánh so theo tu’ng tiet, ví du “Menh d ˆ `, he qua, bo d ˆ d ’o’c d ` ´ˆ ` ´ˆ ˆ ` ¯e ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ` ¯u ˜ ˆ ˆ ` 2.3” nam trong § 2 và d ’o’c trích dan là “Menh d ˆ 2.3” hoac gon ho’n là “2.3”. Các ˘ ¯e ˘ ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ˘ ´ tu’ d ˆ u d´ n cuoi giáo trình ve bên phai, ¯u ¯ánh so ` ¯a công thu’c hoac phu’o’ng trình d ’o’c d ˆ ` ¯e ˆ ´ ˆ ` ˆ ’ ˙ ˙ ví du ˙ Df = −4p3 − 27q 2 (1) ¯u ˜ ` ˆ ¯i ˆ ` d ’o’c trích dan là “(1)”. Riêng phan Phu luc, moi d nh lí, menh d ˆ ,...d ’o’c d ˆ ¯e ¯u ¯ánh so ´ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ˆ ˜ ¯u ˆ ` ¯e ¯u ˜ ˆ ˆ ` vo’i mot chu’ cái d ´’ng tru’o’c, ví du “Menh d ˆ A.2.” d ’o’c trích dan là “Menh d ˆ A.2.” ´ ¯e ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ¯o ’ ’ ˆ ’ hay d ’n gian là “A.2.”. Giáo trình có bang các kí hieu su’ dung trong giáo trình và ˙ ˙ pha ˆ ’ ` ` n Chı Muc (307) (Index) nham giúp d ˆ c gia de dàng tra cu’u d ’o’c noi dung khái ˘ ¯o ’ ˆ˜ ´ ¯u ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˆ ˘ ´ ˆ ` ´ ˆ niem hoac kien thu’c can thiet. ´ ˆ ˙ ˙ xiv
  15. ` ˆ VÀI NÉT VE LICH SU’ 1 ’ ˙ ’ ’ A) LICH SU’ GIAI PHU’ONG TRÌNH ¯ A THU’C ’ D ´ ˙ ` ` ˘ ˆ ’ Ngày nay, ngu’o’i ta tin rang, viec giai phu’o’ng trình d thu’c bac hai d d ’o’c các ¯a ´ ˆ ¯ã ¯u ˙ ˙ ˙ ˆ’ ¯a nhà toán hoc co d i Babilon quan tâm cách d gan 4000 nam. Nhu’ng tam d ´ t sét ¯ây ˆ ` ˘ ˜ ´ ˆ ¯aˆ ˙ ˙ ¯a ¯u ´ˆ ’ ` ˆ ˘ có niên d i 1600 BC d ’o’c tìm thay cua nen van minh Babilon còn ghi lai viec tìm ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˆ ’ ˆ ˆ’ nghiem cua nhu’ng phu’o’ng trình bac hai cu the. Tuy nhiên, nhu’ng lo’i giai trên ˜ ˜ ` ’ ˙ ˙ ˙ ¯u d ’o’c mô ta ba ’ ˘ ` ng phu’o’ng pháp hình hoc và do d chı liên quan d´ n nhu’ng phu’o’ng ¯ó ’ ¯eˆ ˜ ˙ ˙ ˆ ˆ ´ ´ trình bac hai có he so lo’n ho’n 0.ˆ ˙ ˙ Nhu’ng phu’o’ng pháp hình hoc d ˆ’ giai phu’o’ng trình bac hai tiep tuc d ’o’c nhà ˜ ¯e ’ ˆ ´ ˆ ¯u ˙ ˙ ˙ ˙ toán hoc vı d i Hy Lap Euclid (325 BC-265 BC) d ˆ cap d´ n. Mãi d´ n the kı thu’ 7, ˜ ¯a ` ¯e ˆ ¯e ˆ ˆ ¯e ´ ’ ´ ˆ ˙ ˙´ ˙ ˙ ˆ Dˆ ´ nhà toán hoc An ¯ o Brahmagupta (598-665), mo’i trình bày mot cách giai phu’o’ng ˆ ’ ˙ ˙ ˙ ˆ ’ ´ ˆ trình bac hai có su’ dung so âm và các kí hieu, d ˆ ´ ˆ ˆ’ ¯ánh dau su’ phát trien cua d i so. ’ ¯a ´ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˆ ` Viec xét mot cách d ˆ y d ’ nghiem cua phu’o’ng trình bac hai bang phu’o’ng pháp ˆ ¯a ¯u ˆ ’ ˆ ` ˘ ˙ ˙ ˙ ˙ ¯a ´ ˆ ’ ¯u ˆ ’ d i so chı d ’o’c thu’c hien bo’i các nhà toán hoc Arab, tiêu bieu là al-Khwarizmi ˆ’ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ 1 ` ˆ ¯u ’ ’ ´ˆ ` Thông tin trong phan này d ’o’c tham khao chu yeu tu’ [5] và [7]. ˙
  16. 2 ` ˆ ’’ Vài nét ve lich su ˙ (780-880). Tuy nhiên, các nhà toán hoc Arab lai chu’a biet d´ n so âm, do d trong ´ ¯e ´ ˆ ˆ ˆ ¯ó ˙ ˙ ´ ˆ ’ cuon sách cua mình có tên “Hisabal-jabrw’al-muqaba”, al-Khwarizmi d phân ¯ã ˆ ´ ´ thành 6 loai phu’o’ng trình bac hai, u’ng vo’i 6 chu’o’ng trong cuon sách và trình ´ˆ ˙ ˙ ’ ` D ¯uo ´ bày cách giai cho tu’ng loai. ¯ ây d ’c xem là cuon sách d ˆ u tiên ve d i so và tu’ ˆ ¯a` ˆ ¯a ´ ` ˆ ` ˙ ˙ ˙ ¯a ´ ’ ´ D´ “Algebra” (d i so) ra d `’i tu’ tên cua cuon sách này. ¯ en nam 1145, cuon sách noi ˆ ¯o ` ˆ ˆ ˘ ´ ˆ ˆ’ ˙ tie´ ng cua nhà toán hoc Tây Ban Nha, Abraham bar Hiyya Ha-Nasi (1070-1136) ˆ ’ ˙ ¯u d ’o’c xua ´ t ban o’ châu Âu có tên Latinh là “Liber ambadorum” cung trình bày d ˆ y ˆ ’ ’ ˜ ` ¯a ˙ d ’ nghiem cua các phu’o’ng trình bac hai. ¯u ˆ ’ ˆ ˙ ˙ ’ ¯a ` ’ Tru’o’ng phái toán hoc Italy kho’i d ˆ u khoang nam 1500 vo’i cuon sách cua Luca ` ˘ ´ ´ˆ ’ ˙ Pacioli (1445-1517) xuat ban nam 1494, d ’o’c biet d´ n vo’i tên viet tat là “Suma”, ´ ˆ ’ ˘ ¯u ´ ¯e ˆ ˆ ´ ´ ´ ˆ ˘ ˙ ¯ó ` ’ ’ ˆ ¯u trong d lo’i giai cua phu’o’ng trình bac hai d ’o’c trình bày chi tiet bang ngôn ngu’ d i ´ ˘ ˆ ` ˜ ¯a ˙ ˙ ˙ so hien d i. Pacioli không d ˆ cap d´ n viec giai phu’o’ng trình d thu’c bac ba nhu’ng ´ ˆ ¯a ˆ ` ¯e ˆ ¯e ˆ ˆ ’ ¯a ´ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ông lai nha ¯e ´ c d´ n viec giai phu’o’ng trình d thu’c bac bon. Ông viet, theo ngôn ngu’ ˘ ˆ ˆ ’ ¯a ´ ˆ ˆ´ ´ ˆ ˜ ˙ ˙ ˙ ’ ¯a ´ ˆ ˆ ´ cua d i so ngày nay, “phu’o’ng trình bac bon x4 = a + bx2 giai d ’o’c bang phu’o’ng ˆ ’ ¯u ` ˘ ˙ ˙ ˙ pháp nhu’ d ˆ ´ ¯o´ i vo’i phu’o’ng trình bac hai, nhu’ng các phu’o’ng trình x4 + ax2 = b và ˆ ˙ x4 + a = bx2 thì không the’ giai d ’o’c”. ˆ ’ ¯u ˙  Nguyen Chánh Tú ˜ ˆ
  17. ` ˆ ’’ Vài nét ve lich su 3 ˙ ` ¯u ˆ ’ Ngu’o’i d ˆ u tiên tìm d ’o’c nghiem cua phu’o’ng trình d thu’c bac ba là Scipione ` ¯a ¯a ´ ˆ ˙ ˙ ˙ del Ferro (1465-1526), mot giáo su’ no ˆ ˆ ’ i tieng cua ¯ ai hoc Bologna, Italy. Ferro tìm ˆ ´ ’ D ˙ ˙ ˙ d ’o’c nghiem can thu’c cua phu’o’ng trình x3 + mx = n. Tat nhiên, neu biet su’ ¯u ˆ ˘ ´ ’ ´ ˆ ´ ˆ ´ ˆ ’ ˙ ˙ ´ Dˆ ˆ ´ ˆ ’ dung khái niem so âm cua các nhà toán hoc An ¯ o, thì công thu’c nghiem d là ˆ ´ ˆ ¯ó ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ d ’ d ˆ’ giai tat ca các dang cua phu’o’ng trình bac ba. Tuy nhiên, lúc bay gio’, Ferro ¯u ¯e ’ ´ ’ ˆ ’ ˆ ´ ˆ ` ˙ ˙ ´ ¯ie ¯ó. ` ’ ¯u không biet d ˆ u d Ferro giai d ’o’c phu’o’ng trình bac ba nêu trên vào nam 1515, ˆ ˆ ˘ ˙ ˙ nhu’ng giu’ bí mat cho d´ n tru’o’c lúc qua d `’i nam 1526 mo’i tiet lo cho mot ngu’o’i hoc ˜ ˆ ˆ ¯e ´ ¯o ˘ ´ ´ ˆ ˆ ˆ ` ˙ ˙ ˙ ˙ ’ ˆ ` trò cua mình là Antonio Fior. Fior là mot ngu’o’i hoc toán bình thu’o’ng và ngay lap ` ˆ ˙ ˙ ˙ tu’c làm rò rı ` ´ ` ˆ ¯o` ` ` ’ lo’i giai cua thay mình ra ngoài. Tin d ˆ n ve lo’i giai cua phu’o’ng trình ’ ’ ˆ ’ ’ ˆ ˆ ´ ˘ ˆ bac ba lan rong khap Bologna và các vùng lân can, kích thích nhà toán hoc nghiep ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ 2 ˙ du’ Niccolo Fontana(1499-1557) tìm ra lo’i gia ` ’ i cua phu’o’ng trình x3 + mx = n ’ không lâu sau d N. Fontana (d ’o’c biet d´ n vo’i tên Tartaglia) quyet d nh công ¯ó. ¯u ´ ¯e ˆ ˆ ´ ´ ¯i ˆ ˙ ˙ bo thành công cua mình. Mot cuoc thách d´ khoa hoc no ra giu’a Tartaglia và Fior ´ ˆ ’ ˆ ˆ ˆ ¯o ˆ’ ˜ ˙ ˙ ˙ ˘ nam 1535. Luat cu ˆ ˆ ¯o ’ ˜ ’ a cuoc thi d ’n gian là moi ngu’o’i se d ’a ra 30 phu’o’ng trình bac ˆ ` ˜ ¯u ˆ ˙ ˙ ˙ ba cho d´ i thu, hen trong 50 ngày, ai giai d ’o’c nhieu ho’n thì thang. Tat ca các ˆ ¯o ’ ’ ¯u ` ˆ ´ ˘ ´ˆ ’ ˙ ˙ phu’o’ng trình mà Fior d ’a ra cho Tartaglia d ˆ ¯u ¯e`u có dang x3 + mx = b và Fior tin ˙  Nguyen Chánh Tú ˜ ˆ
  18. 4 ` ˆ ’’ Vài nét ve lich su ˙ Hình 1: Chân dung Tartaglia ´ ˘ ˆ’ ’ ¯u ´ ` ´ ˆ chac là Tartaglia không the giai d ’o’c. Tru’o’c tho’i han cuoi cùng 8 ngày, Tatarlia ˙ ˙ ¯ã ¯u ˆ’ ’ ´ˆ ’ ˆ ´ d tìm d ’o’c phu’o’ng pháp tong quát giai tat ca phu’o’ng trình bac ba. Tru’o’c công ˙ ˙ ¯u ` ’ ’ ` ¯u ˆ chúng, Tartaglia d ’a ra lo’i giai cua 30 bài toán trong vòng 2 gio’ và d ’o’c công nhan ˙ ˙ ` ´ ˘ ˆ ´ ` ˆ ’ là ngu’o’i thang cuoc. Tuy nhiên, ông không công bo lo’i giai chi tiet.´ ˆ ˙ Chien thang cua Tartaglia lan d´ n Milan, kích thích mot nhà toán hoc nghiep ´ ˆ ´ ˘ ’ ˆ ¯e ˆ ˆ ˙ ˙ ˙ ˆ ´ du’ khác, bác sı Girolamo Cardano (1501-1576). Cardano lap tu’c mo’i Tartaglia ˜ ` ˙  Nguyen Chánh Tú ˜ ˆ
  19. ` ˆ ’’ Vài nét ve lich su 5 ˙ d´ n tham Milan vào nam 1539 và tìm cách thuyet phuc Tartaglia tiet lo lo’i giai ˆ ¯e ˘ ˘ ´ ˆ ´ ˆ ` ˆ ’ ˙ ˙ ` phu’o’ng trình bac ba cho mình. Tartaglia d ˆ ng ý vo’i giao u’o’c Cardano phai giu’ ˆ ¯o ´ ´ ’ ˜ ˙ bí mat ve lo’i giai cho d´ n khi Tartaglia tu’ mình xuat ban công trình d Nhu’ng ˆ ˆ `` ’ ˆ ¯e ´ˆ ’ ¯ó. ˙ ˙ ´ ` ’ ’ ˆ ˆ ´ ¯ã ¯u ˆ Cardano không giu’ giao u’o’c, lo’i giai cua phu’o’ng trình bac ba và bac bon d d ’o’c ˜ ˙ ˙ ˙ ´ ˆ ˆ ´ ˆ ˆ’ ˆ’ ´ ˆ ’ xuat hien chi tiet trong quyen sách “Ars Magna” noi tieng cua Cardano, xuat ban ´ ˆ ’ ˙ ˘ ´ ˆ ˆ ’ nam 1545. Tartaglia vô cùng tu’c gian và trong mot bài báo cua mình xuat ban sau ´ˆ ’ ˙ ˙ ¯ó, ’ ˘ ¯i ’ ’ ˆ ’ d Tartaglia khang d nh lai công lao cua mình và lên án su’ phan boi cua Cardano. ˙ ˙ ˙ ˙ ´ ´ ` ´ ´ ˆ ¯a ´ Trong “Ars Magna”, cuon sách tieng Latinh d ˆ u tiên trên the gio’i ve d i so, ˆ ˆ ¯a ˆ ` ˆ ˙ Cardano có d ˆ cap d´ n công lao cua Tartaglia chính là tác gia cua công thu’c ` ¯e ˆ ¯e ˆ ’ ’ ’ ´ ˙ ˆ ’ ˆ ’ ` ˘ nghiem cua phu’o’ng trình bac ba, nhu’ng ông cung giai thích thêm rang viec chu’ng ˜ ˆ ´ ˙ ˙ ˙ ´ ˜ ` ’ ´ ˆ ’ minh công thu’c cung nhu’ trình bày lo’i giai chi tiet là cua ông cùng các hoc trò cua ’ ˙ ´ ’ ` ` ’ mình. ¯ ac biet, cuon sách cua Cardano lan d ˆ u tiên trình bày lo’i giai cho 20 loai D˘ ˆ ˆ ˆ ¯a ` ˙ ˙ ˙ ¯a ´ ˆ ´ ˆ ` ’ ¯e` phu’o’ng trình d thu’c bac bon. Các lo’i giai này d ˆ u có chung phu’o’ng pháp là tìm ˙ ˆ nghiem cu ’ a mot phu’o’ng trình phu bac ba (ngày nay ta goi là giai thu’c bac ba), ˆ ˆ ’ ´ ˆ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ ˙ roi su’ dung nó d ˆ’ giai phu’o’ng trình bac bon d cho. Tác gia cua ket qua này là ` ˆ ’ ¯e ’ ˆ ´ ¯ã ˆ ’ ’ ´ ˆ ’ ˙ ˙  Nguyen Chánh Tú ˜ ˆ
  20. 6 ` ˆ ’’ Vài nét ve lich su ˙ Hình 2: Chân dung G. Cardano ˆ ´ ´ ˆ ˘ ´ ’ ˆ Lodovico Ferari (1522-1565), mot trong nhu’ng hoc trò xuat sac nhat cua Cardano. ˜ ˙ ˙ Mot lí do nu’a d ˆ’ giai thích cho quyet d nh cua Cardano là ông phát hien ra rang ˆ ˜ ¯e ’ ´ ¯i ˆ ’ ˆ ` ˘ ˙ ˙ ˙ ` ¯ã ’ ¯u ˆ ´ ¯ó ˘ Ferro là ngu’o’i d giai d ’o’c các phu’o’ng trình bac ba tru’o’c d 30 nam. ˙ ˙ ¯o ’ Su’ ra d `’i cua Ars Magna truye ˆ`n cam hu’ng cho nhieu nhà toán hoc trên the ’ ´ ˆ` ´ˆ ˙ ˙ ´ ´ ˆ ´ ` ˆ ¯a ´ gio’i tiep tuc nghiên cu’u ve phu’o’ng trình d thu’c nhu’ Bombelli (1526-1572, Italy), ˙ Viéte (1540-1603, Pháp), Descartes (1596-1650, Pháp), Harriot (1560-1621, Anh),  Nguyen Chánh Tú ˜ ˆ
nguon tai.lieu . vn