有限域

仅含有限多个元素的域
有限域是仅含有限多个元素的域。它首先由E.伽罗瓦所发现,因而又称为伽罗瓦域。它和有理数域、实数域比较,有着许多不同的性质。

有限域

最简单的有限域是整数环Z 模一个素数p得到的商环Z/(p),由p个元素0,1,…,p-1组成,按模p相加和相乘。这p个元素的域简记为Fp,有如下性质:=0;
αp=α其中αbFp。Fp称为特征为p的素域,它与素数成一一对应。
任一有限域的特征是一素数。一个特征为素数 p的有限域F仍满足上述的第一、第二两条性质,F包含一个最小的子域,由单位元素e的一切倍数0,e,2e…,(p-1)e组成,它与Z/(p)同构。因此一个特征为p的有限域总是以特征为p的素域Fp作为子域。
特征p的有限域F也是Fp上一个有限维线性空间。设维数为nFFp的一基为ε1,ε2,…,εn,则F由下列pn个元素组成:
所以|F|=pn。F的乘法群F*=F-{0}是一个pn-1阶循环群,恰好是多项式
的全部根。因此,F恰好由
Fp的代数闭包内的全部根组成。反之,任给一个素数p和一个正整数n,恒存在一个含pn个元素的有限域,它就是多项式
Fp上的分裂域。元素个数相同的任何两个有限域是同构的。因此,在同构意义下,对每个素数p和一个正整数n,存在一个而且只有一个含pn个元素的有限域,这个有限域记作GF(pn)。