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/ NetNews Usenet Archive 1992 #19 / NN_1992_19.iso / spool / sci / math / 10649 < prev    next >
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Text File  |  1992-08-27  |  3.9 KB  |  96 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!newsgate.watson.ibm.com!yktnews!admin!yktnews!victor
  3. From: victor@watson.ibm.com (Victor Miller)
  4. Subject: Re: not unique factorization
  5. Sender: news@watson.ibm.com (NNTP News Poster)
  6. Message-ID: <VICTOR.92Aug27162437@terse4.watson.ibm.com>
  7. In-Reply-To: victor@watson.ibm.com's message of Thu, 27 Aug 1992 15:11:42 GMT
  8. Date: Thu, 27 Aug 1992 20:24:37 GMT
  9. Reply-To: victor@watson.ibm.com
  10. Disclaimer: This posting represents the poster's views, not necessarily those of IBM
  11. References: <1992Aug27.032241.21816@mailer.cc.fsu.edu>
  12.     <VICTOR.92Aug27111142@terse4.watson.ibm.com>
  13. Nntp-Posting-Host: terse4.watson.ibm.com
  14. Organization: IBM, T.J. Watson Research Center
  15. Lines: 79
  16.  
  17. >>>>> On Thu, 27 Aug 1992 15:11:42 GMT, victor@watson.ibm.com (Victor Miller) said:
  18.  
  19. >>>>> On 26 AUG 92 23:10:07    , rose@fsu1.cc.fsu.edu (Kermit Rose) said:
  20.  
  21. Kermit> Hello anyone.
  22.  
  23. Kermit> I had read that the integers extended by the sqrt(-5) did not
  24. Kermit> have unique factorization into primes.  The example was given
  25.  
  26. Kermit> 6 = 2 * 3 = (1+sqrt(-5)) * (1 - sqrt(-5))
  27.  
  28. Kermit> I considered whether or not this ring could be fixed up by additional 
  29. Kermit> extension.   Perhaps in a larger ring we could have
  30.  
  31. Kermit> 6 = a * b * c * d where
  32.  
  33. Kermit> a * b = 2
  34. Kermit> c * d = 3
  35. Kermit> a * c = 1 + sqrt(-5)       and
  36. Kermit> b * d = 1 - sqrt(-5).
  37.  
  38. Kermit> This gives  
  39.  
  40. Kermit> b = 2/a
  41.  
  42. Kermit> c = (1 + sqrt(-5))/a
  43.  
  44. Kermit> d = (1 - sqrt(-5))/b = (1 - sqrt(-5)) * (a/2)
  45.  
  46. Kermit> One way to have a,b,c,d to be elements of the ring is to
  47. Kermit> define a = 1/2 to be an element of the ring.  Then all powers
  48. Kermit> of 2 becomes units, and the factorization 6 = 2 * 3 does not
  49. Kermit> count since 2 is not prime.
  50.  
  51. Kermit> Now for my question.  Does this fix solve all the cases of non-unique 
  52. Kermit> factorization in the ring of integers extended by sqrt(-5)?
  53.  
  54. Victor> Kermit, You are correct about this.  There are basically two ways to
  55. Victor> fix this up: 1) Localize at a finite set of primes, which generate the
  56. Victor> ideal class group (this is a group which measures in a precise way how
  57. Victor> unique factorization fails).  In your case of sqrt(-5), the ideal
  58. Victor> class group is of order two and generated by the prime 2.  So you have
  59.  
  60. I actually should make a minor correction here: you've localized at
  61. the unique prime above 2: 2 ramifies in Q(sqrt(-5)).  It occured to me
  62. that you might want a proof:
  63.  
  64. Every ideal in Q(sqrt(-5)) uniquely factors in a product of prime
  65. ideals.  Each of these ideals is either principal, or linearly
  66. equivalent to the ideal above 2.  Change the expression so that every
  67. such ideal is mulitplied and divided by that ideal.  The numerator is
  68. now a product of principal primes ideal (in the localized ring).  The
  69. denominator must be principal, since the LHS is.  The denominator is
  70. in this case a power of the ideal above 2.
  71.  
  72. Victor> done exactly that.  2) Go to an extension field: the Hilbert class
  73. Victor> field has the property that every ideal downstairs, "capitulates":
  74. Victor> i.e. becomes principal.
  75.  
  76. Victor> As an intersting aside, fields with class number 2 (one of which is
  77. Victor> given by your example), are characterized by the property that they
  78. Victor> don't have unique factorization, but that every factorization into
  79. Victor> prime ideals has the same NUMBER of factors.
  80.  
  81. Kermit> rose@fsu1.cc.fsu.edu          To be sure I see your response, use e-mail.
  82. Kermit> -----------------------------------------------------------------------
  83. Kermit> You may post, repost, or publish ANY communication received from me.
  84. Kermit> To mend an undesirable barrier is to destroy the barrier.
  85. Victor> --
  86. Victor>         Victor S. Miller
  87. Victor>         Bitnet: VICTOR at WATSON
  88. Victor>         Internet: victor@watson.ibm.com
  89. Victor>         IBM, TJ Watson Research Center
  90. Victor>         "Great artists steal; lesser artists borrow" Igor Stravinsky
  91. --
  92.             Victor S. Miller
  93.             Vnet and Bitnet:  VICTOR at WATSON
  94.             Internet: victor@watson.ibm.com
  95.             IBM, TJ Watson Research Center
  96.