<strong><strong>CUERPO</strong>S</strong>. <strong>EXTENSIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>UN</strong> <strong>CUERPO</strong>CARLOS S. CHINEASi p es compuesto, o sea si p = c.h (c, h ∈ Z - {-1, 0, 1}), se tendría:p = c.h⎧c.e = 0⇒ ( c.h).e = ( c.e).(h.e)= 0 ⇒ ⎨ ⇒p.e = 0⎩he. = 0⇒ p no sería característica de K. Por tanto, p no puede sercompuesto, sino primo.3º) Si car K = 0, entonces G x = {mx / m∈Z} es un grupo monógenoinfinito engendrado porx. Y si car K = p, entonces G x = {0, x, 2x, ..., (p-1)x} es un grupomonógeno infinito engendrado por p.NOTA 3: De lo anterior se sabe que (G x , +), grupo monógeno aditivo engendradopor x, es finito o infinito, según que la característica del cuerpo sea nula o no nula,respectivamente. (G x , +) es un subgrupo de (K. +), pero (G x , +, . ) no es, engeneral, subgrupo de (K, +, . ), pues, por ejemplo, si es G x = {0, x, 2x, ..., (p-1)x}se tiene que ∀r,s∈[1, (p-1)] ∩ N, rx.sx=rs.x 2 ∉ G x , pues x 2 ≠ x, salvo en los casosde idempotencia. Así, pues, los elementos de un cuerpo K engendran subgruposaditivos de K, pero sólo los elementos idempotentes (x 2 = x) engendran subcuerposde K. Uno de tales elementos es el elemento unidad, e, del cuerpo (e 2 = e).Def. 1.6:El subcuerpo del cuerpo (K, +, . ) engendrado por el elemento unidad, e, recibe elnombre de subcuerpo primo de K. Se representará en adelante por la expresión (Π k,+, .).El subcuerpo primo es así, por construcción, el mínimo subcuerpo de K, contenidoen cualquier otro subcuerpo de K. Esto quiere decir que los elementos mínimo ymáximo del retículo completo de los subcuerpos de K (familia F k ) son:Mín (F k ) = Π kMáx (F k ) = KLa proposición siguiente establece la expresión del subcuerpo primo.Prop. 1.10:El subcuerpo primo de K, Π k , es siempre cuerpo conmutativo y su expresión vienedada por:En efecto:a) Si car K = 0, Π k = {(me)(ne) -1 / m,n∈ Zx(Z - {0})}b) Si car K = p ≠ 0, Π k = {0, e, 2e, ... , (p-1).e}DIVULGACION <strong>DE</strong> LA MATEMÁTICA EN LA RED, MARCHENA, 1998 8
<strong><strong>CUERPO</strong>S</strong>. <strong>EXTENSIONES</strong> <strong>DE</strong> <strong>UN</strong> <strong>CUERPO</strong>CARLOS S. CHINEALa conmutatividad del subcuerpo primo es inmediata, pues (re).(se) = r.se = s.re =se).(re), ∀r,s ∈ Z 2 , y se basa en la conmutatividad del anillo de los númerosenteros.a) Si car K = 0, L k = {(me)(ne) -1 /m,n∈ Zx(Z - {0})} cumple que L k ⊆ Π k ,y, además, L k es cerrado para la multiplicación, que es asociativa,distributiva respecto a la adición y simetrizada, luego L k es cuerpo ⇒ L k =Π k.b) Si car K = p, L k = {0, e, 2e, ..., (p-1).e} cumple que L k ⊆ Π k y tienelas propiedades de ser cerrado para la multiplicación, la cual es asociativa,distribuye a la suma y es simetrizada, luego L k es un cuerpo ⇒ L k = Π k..NOTA 4: El subcuerpo primo Π k está incluido en el centro B de K, pues se tieneque ∀x∈K, x.(ne) = (ne).x, y también (ne) -1 .x = x.(ne) -1 .NOTA 5: El subcuerpo primo Π k de un cuerpo K de característica p, Π k = {0, e, 2e,..., (p-1).e} es isomorfo al conjunto Z/pz, que es también un cuerpo. Así, pues, setiene que es:Π k ≅ Z/pz, si Π k es finito.DIVULGACION <strong>DE</strong> LA MATEMÁTICA EN LA RED, MARCHENA, 1998 9