内容简介
《抽象代数1:代数学基础》力求深入浅出、循序渐进,以利于学生掌握抽象代数课程的精髓。
《抽象代数1:代数学基础》还特别注意与其他课程,如高等代数与解析几何、微分几何、李代数、有限群表示和抽象代数Ⅱ等的联系,加强学生对数学整体的把握。
《抽象代数1:代数学基础》基本逐节配有习题,既可帮助读者巩固和拓广教材讲述的内容,又可进行科学研究能力的初步培养。
内页插图
目录
前言
第1章 基本概念
1.1 二元运算与同余关系
1.2 幺半群群
1.3 子群与商群
1.4 环与域
1.5 同态与同构
1.6 模
1.7 同态基本定理
1.8 循环群
第2章 环
2.1 分式域
2.2 多项式环
2.3 对称多项式
2.4 唯一析因环
2.5 主理想整环与Euclid环
2.6 域上一元多项式
2.7 唯一析因环的多项式环
2.8 素理想与极大理想
第3章 域
3.1 域的单扩张
3.2 有限扩张
3.3 分裂域正规扩张
3.4 可分多项式完备域
3.5 可分扩张本原元素
3.6 代数学基本定理
第4章 群
4.1 群的生成组
4.2 群在集合上的作用
4.3 Sylow子群
4.4 有限单群
4.5 群的直积
4.6 可解群与幂零群
4.7 Jordan-Holder定理
4.8 自由幺半群与自由群
4.9 点群
第5章 模
5.1 自由模
5.2 模的直和
5.3 主理想整环上的有限生成模
5.4 主理想整环上的有限生成扭模
5.5 主理想整环上有限生成模的应用
5.6 主理想整环上的矩阵
第6章 Galois理论
6.1 Galois基本理论
6.2 一个方程的群
6.3 分圆域二项方程
6.4 有限域
6.5 方程的根式解
6.6 圆规直尺作图
参考文献
索引
前言/序言
从1984年开始,我为南开大学数学系本科生讲授抽象代数.特别根据陈省身先生的倡议,南开大学于1986年创办了数学试点班,并对该试点班的教学进行了许多改革,其中一个重要的改革是加强抽象代数的教学,教学时间由一个学期改为两个学期,教学内容则要求系统和完整.1992年出版的《代数学基础》和之后出版的《南开大学数学教学丛书》都是这个试点班的教材。
《代数学基础》-书除南开大学数学系一直使用外,还有一些其他学校也在使用,有的学校还将其作为研究生课程的教材使用,十多年过去,情况有了很大的不同.虽然我在此书出版后不再讲授这门课程,但书中有一些问题慢慢得到了解答,这些是需要修改和补充的.这本书当时印得很少(复印的不少),现在已经买不到了,但是仍不断有读者来询问何处可以买到,陈良云、史毅茜和白瑞蒲三位老师三四年前就建议、敦促我再版此书,而且主动为书的再版做了大量工作,因此,此书的再版应是他们的功劳,科学出版社一如既往地积极支持我们,愿意出版此书.为了不辜负读者、三位老师和出版社的希望,我决定再版此书,当然新版书是我与陈良云、史毅茜、白瑞蒲三位老师共同合作完成的。
由于在学校这门课程的名称是“抽象代数”或“近世代数”,虽然这两个名称未必完全确切,但习惯成自然,也不必去计较,遵从这种习惯,我们将新书命名为《抽象代数》,由于扩充了很多内容,新的《抽象代数》分为两本:第1本是《抽象代数I-代数学基础》,基本保持了原书的结构与内容;第二本是《抽象代数II-结合代数》,包括结合代数、张量代数、Clifford代数和有限群表示等四部分内容,这些内容在代数学中也是基本的,在其他分支中又经常要用,但是在抽象代数课程中往往被“忽略”,实在应该给予它们在抽象代数中相应的地位。
源远流长的代数学,历来在整个自然科学基础之一的数学中占有极为重要的地位,今天它仍在蓬勃发展中,它对数学以及整个自然科学和社会科学的影响与日俱增,是数学中最有生机与活力的一个分支,
但是,当我们回顾那漫长曲折的历史时,却发现代数学在很长一段时期的发展竟是极其缓慢的.初等代数学是研究数和文字的代数运算(加法、减法、乘法、除法、乘方、开方)的理论和方法,其主要研究对象是多项式方程和多项式方程组的解.其研究方法是高度计算性的.16世纪,复数的引进是数学史一个重要的转折.初等代数学相继解决了2次、3次与4次方程求解问题.这些方程的解都可用系数的四则运算与根式运算来给出,即可用根式解这些方程.初等代数也因此而达到高峰.但是,当时的数学家们继续探索5次与5次以上方程的解,也试图用根式解出这些方程,经过200余年,并无重要进展,这里包括许多著名数学家,如L.Euler(1707~1783),A.T.Vandermonde(1735~1796),J.L.Lagrange(1736~1813),P.Ruffini(1765~1822)等.直到19世纪,代数学的发展才有了转机。
1799年,C.F.Gauss(1777~1855)证明了代数学基本定理,因此获得博士学位,他将多项式的根与复平面上的点对应,从而证明了多项式根的存在.这里Gauss将复数与平面上的点一一对应,使用“复数”这个名词,对以后数学都有很大影响.另一个重要的事情是他的方法.与以前不同的是,Gauss不是去计算一个根,而是证明根的存在,这个方法开创了探讨数学中存在性的新途径.1801年,Gauss在《算术研究》中将等分圆周与二项方程(xp-1=0,p为素数)联系起来,并建立了二项方程的理论.1824年,N.H.Abel(1802~1829)解决了用根式求解5次方程不可能性问题.Abel还研究了一类可以用根式解的方程,后人发现这是具有交换的Galois群的方程,但是用根式解高次方程的问题并未完全解决。
1829年5月,E.Galois(1811-1832)写出了代数方程可解性的论文,1830年2月修改后交法国科学院,由于审稿人去世,手稿遗失.1831年,他再次修改论文,交法国科学院,这次并未得到应有的公正评价.1832年,Galois在决斗前夕写了绝笔信,整理了他的手稿,概述了他得到的主要成果.Galois不幸死于这场决斗.1846年,即Galois逝世14年后,他的部分论文才得以发表.1870年,C.Jordan(1838~1922)全面介绍了Galois的思想.Galois在探讨可用根式求解的方程时,用了根的置换的概念,实际上,他已提出了群的概念,用此理论彻底解决了用根式求解高次方程的问题,并由此发展了一整套关于群和域的理论-Galois理论。
自从19世纪Galois建立群论之后,代数学有了突破性的进展,主要是群、环、域及Galois理论的建立与发展,无疑这些理论当时处于数学发展的前沿,人们就把它们称为“近世代数(modernalgebra)”.这些理论与以往的代数,即初等代数相比,抽象性更为突出,如更着重于数学体系结构的研究,因而又被称为“抽象代数(abstractalgebra)”。
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