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为什么ℝ(t)是ℝ的无限扩张?

为什么ℝ(t)是ℝ的无限扩张?

嘿,我来给你把这个问题讲明白~你之前误以为$[\mathbb{R}(t):\mathbb{R}]$是1或者2,其实是没get到域扩张次数的核心定义哦。

域扩张的次数,本质是把扩张后的域看作基域上的向量空间时,这个向量空间的维数。而$\mathbb{R}(t)$是所有以实数为系数的关于$t$的有理函数,也就是两个实系数多项式的商构成的域。

关键的点在这里:你看集合${1, t, t^2, t^3, \dots}$,这些元素在$\mathbb{R}$上是线性无关的。怎么证明呢?假设存在实数$a_0, a_1, \dots, a_n$,使得$a_0 + a_1t + a_2t^2 + \dots + a_nt^n = 0$(这里的0是零多项式),根据多项式恒等的性质,所有系数$a_i$都必须是0——毕竟如果有非零系数的话,这个多项式不可能对所有$t$都等于0对吧?

这就说明,这个集合里有无穷多个线性无关的元素,而且找不到有限个元素能线性表出$\mathbb{R}(t)$里的所有元素。所以$\mathbb{R}(t)$作为$\mathbb{R}$上的向量空间,维数是无穷大,它自然就是$\mathbb{R}$的无限扩张啦。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者jasmine

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