質問<3030>2006/3/15
from=ハング
「『代数の問題』がやっぱりわからない」


<2239><2339>で出ている(2)の
 4数から成る集合Bが乗法と除法に関して閉じていれば,B=Aであることを証明せよ。
が相変わらずわかりません。自分でも重症だと悩んでます。

 0は含まれず、1は含むはいいのですが、その先、
       1≦q-p≦k-2<k 
の式からいきなりk≦4 でなければなりませんとなってますが、そこが何故・・・・・
となやんでます。
 これはb≠1が仮定されているので、4数のひとつがb^k=1となるときの最小が k=2で
あったのだが、それよりも小さい値q-pがあらわれた、故にq-p=2≦k-2で整理して
4≦kということでしょうか・・・?(自信ないです・・・)
しかし解答には4≧kとありますし・・・・わかる方いませんか?

また、

「このことから,B は
    1位 の数 1 を必ず含み,
残りの数としては
    2位 の数 -1,
    3位 の数 w, w^2 (w, w^2 は z^3=1 の虚数解,特に z^2+z+1=0 の2解),
    4位 の数 ±i
のうちのいずれか 3 つを含みます。」

のくだり、これは
 b=1
 b^2=1
 b^3=1 
 b^4=1 
のbの値を考えたということですか?

★希望★完全解答★

お便り2006/3/18
from=wakky


<質問2614>を見てください。


お便り2006/3/30
from=KINO


Q1.

『その先、
       1≦q-p≦k-2<k 
の式からいきなりk≦4 でなければなりませんとなってますが、そこが何故・・・・・
となやんでます。』

A1.

お悩みの箇所では,まず 1, b, b^2, ..., b^(k-1) という k 個の数が全て異なること
を示しました。
また,集合 B が乗法について閉じていることから,これら k 個の数は全て B に属し
ていなければなりません。
ところが,そもそも B の要素は 4 つでなければならないので,
k は最大でも 4 まで,ということがになります。
これが,k≦4 という不等式が出てきた理由です。
このようなことを一言解答中で断っておくべきでした。
悩ませてしまってすみません。

Q2. 

『また、

「このことから,B は
    1位 の数 1 を必ず含み,
残りの数としては
    2位 の数 -1,
    3位 の数 w, w^2 (w, w^2 は z^3=1 の虚数解,特に z^2+z+1=0 の2解),
    4位 の数 ±i
のうちのいずれか 3 つを含みます。」

のくだり、これは
 b=1
 b^2=1
 b^3=1 
 b^4=1 
のbの値を考えたということですか?』

A2. その通りです。

追記
wakkyさんが参照された<質問2614>のたなかさんの御解答は証明になっていません。
なぜなら,4つの数からなり,乗法について閉じている集合が A 以外にないということ
も示さなくてはなりませんが,そのことには一切触れてありません。
また,2乗して 1 になる数や,2乗して -1 になる数が,なぜ B に属していなければな
らないのか,理由がわかりませんので,この点も気がかりです。