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과학

대수적 정수

대수적 정수과학
영어
Algebraic integer
계수
모두 정수
최고차항 계수
1
포함 관계
정수 ⊆ 대수적 정수 ⊆ 대수적 수
대수적 정수는 최고차항 계수가 1인 정수계수 다항식의 근인 복소수다. 모든 정수는 대수적 정수이며 √2와 i도 포함된다. 하지만 대수적 수가 모두 대수적 정수인 것은 아니고, 유리수 중 대수적 정수는 보통의 정수뿐이다.

일계수 조건

√2는 x²−2의 근이고 i는 x²+1의 근이므로 대수적 정수다. 정수 n은 x−n의 근이다. 반면 1/2은 2x−1의 근이어서 대수적 수이지만 이 식의 최고차항 계수가 1이 아니며, 실제로 대수적 정수가 아니다.

유리수인 경우

기약분수 a/b가 일계수 정수다항식의 근이라고 하자. 식에 b의 거듭제곱을 곱하면 b가 a의 거듭제곱을 나누어야 한다. a와 b가 서로소이므로 b는 ±1이어야 한다. 따라서 유리수인 대수적 정수는 정수다.

덧셈과 곱셈

대수적 정수의 합과 곱은 다시 대수적 정수다. 예를 들어 √2+√3은 x⁴−10x²+1의 근이므로 대수적 정수임을 직접 확인할 수 있다. 반면 나눗셈에는 일반적으로 닫혀 있지 않다. 1과 2가 대수적 정수여도 1/2은 그렇지 않다.

가우스 정수와의 연결

정수 a,b에 대해 a+bi는 x²−2ax+a²+b²의 근이다. 계수가 모두 정수이고 최고차항 계수가 1이므로 모든 가우스 정수는 대수적 정수다. 그러나 모든 대수적 정수가 가우스 정수인 것은 아니다. 실수 √2가 그 차이를 보여 준다.

관련 문서

대수적 원소 / 최소다항식 (체론) / 가우스 정수 / 정수 / 유리수 / 다항식 / 복소수 / 수체