Sonlu cisim

Cebirde sonlu cisim veya Galois cismi (Évariste Galois'e ithaf edilsin diye bu adla adlandırıldı), sonlu sayıda elemandan oluşan bir cisimdir. Herhangi bir cisim olarak düşünülürse sonlu cisim, değişme, çarpma, toplama, çıkarma ve (sıfırdan farklı) bölme işlemlerinin tanımlandığı bir kümedir. Sonlu cisimlere yaygın örnek, ℤ/3ℤ veya ℤ/7ℤ gibi tam sayı olan asal tam sayılar modülü verilebilir.

Sonlu cisimler yalnızca, ( bir asal sayı ve  pozitif tam sayı olan)  asal kuvveti için geçerlidir. Her bir asal kuvvet için bu boyuta sahip tek sonlu cisim vardır. Bu boyuttaki tüm cisimler izomorftur.  boyutuna sahip bir cismin karakteristiği  dir. Bu, sonuç sıfır olana kadar her elemanın kopyalanarak ye eklenmesi anlamına gelir. Örneğin; ℤ/2ℤ (tam sayı mod 2), 1 + 1 = 0 olduğunda karakteristiği 2 olur. ℤ/5ℤ, 0 = 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 2 + 2 + 2 + 2 + 2 = vb. olduğunda karakteristiği 5 olur.

q kuvvetine sahip bir sonlu cisimde  polinomunun tüm ögeleri, onun kökleri olur. Böylece q farklı doğrusal faktörleri elde edilir.

Sonlu cisimlere, sayılar teorisi, cebirsel geometri, Galois teorisi, sonlu geometri, kriptografi ve kodlama kuramı da dahil matematik ve bilgisayar biliminde çok sık rastlanır.

 Bazı küçük sonlu cisimler 

 F2 
 +  0  1 0 0  1 1 1  0 ×  0  1 0 0  0 1 0  1

 F3 
 +  0  1  2 0 0  1  2 1 1  2  0 2 2  0  1 ×  0  1  2 0 0  0  0 1 0  1  2 2 0  2  1

 F4 
 +  0  1  α  α+1 0 0  1  α  α+1 1 1  0  α+1  α α α  α+1  0  1 α+1 α+1  α  1  0 ×  0  1  α  α+1 0 0  0  0  0 1 0  1  α  α+1 α 0  α  α+1  1 α+1 0  α+1  1  α

 F8 
Matris tam sayıları modül 2'yi ifade eden sekiz ögeli cisim

  öge (0)         öge (1)         öge (2)         öge (3)

  0  0  0         1  0  0         0  1  0         0  0  1
  0  0  0         0  1  0         0  0  1         1  1  0
  0  0  0         0  0  1         1  1  0         0  1  1

  öge (4)         öge (5)         öge (6)         öge (7)

  1  1  0         0  1  1         1  1  1         1  0  1
  0  1  1         1  1  1         1  0  1         1  0  0
  1  1  1         1  0  1         1  0  0         0  1  0

+/  (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
(0)  0   1   2   3   4   5   6   7
(1)  1   0   4   7   2   6   5   3
(2)  2   4   0   5   1   3   7   6
(3)  3   7   5   0   6   2   4   1
(4)  4   2   1   6   0   7   3   5
(5)  5   6   3   2   7   0   1   4
(6)  6   5   7   4   3   1   0   2
(7)  7   3   6   1   5   4   2   0

x/  (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
(0)  0   0   0   0   0   0   0   0
(1)  0   1   2   3   4   5   6   7
(2)  0   2   3   4   5   6   7   1
(3)  0   3   4   5   6   7   1   2
(4)  0   4   5   6   7   1   2   3
(5)  0   5   6   7   1   2   3   4
(6)  0   6   7   1   2   3   4   5
(7)  0   7   1   2   3   4   5   6

 F9 
Matris tam sayıları modül 3'ü ifade eden 9 ögeli cisim

 öge (0)         öge (1)        öge (2)

  0  0            1  0            0  1
  0  0            0  1            1  1

 öge (3)         öge (4)        öge (5)

  1  1            1  2            2  0
  1  2            2  0            0  2

 öge (6)         öge (7)        öge (8)

  0  2            2  2            2  1
  2  2            2  1            1  0

+/  (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
(0)  0   1   2   3   4   5   6   7   8
(1)  1   5   3   8   7   0   4   6   2
(2)  2   3   6   4   1   8   0   5   7
(3)  3   8   4   7   5   2   1   0   6
(4)  4   7   1   5   8   6   3   2   0
(5)  5   0   8   2   6   1   7   4   3
(6)  6   4   0   1   3   7   2   8   5
(7)  7   6   5   0   2   4   8   3   1
(8)  8   2   7   6   0   3   5   1   4

x/  (0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)
(0)  0   0   0   0   0   0   0   0   0
(1)  0   1   2   3   4   5   6   7   8
(2)  0   2   3   4   5   6   7   8   1
(3)  0   3   4   5   6   7   8   1   2
(4)  0   4   5   6   7   8   1   2   3
(5)  0   5   6   7   8   1   2   3   4
(6)  0   6   7   8   1   2   3   4   5
(7)  0   7   8   1   2   3   4   5   6
(8)  0   8   1   2   3   4   5   6   7

 F16

F16,
a + b x + c x2 + d x3 polinomu ile ifade edilir.
a, b, c ve d tam sayı modül  2 dir.
Polinomlar, x4 = 1 + x kuralı kullanılarak x kuvvetleri ile elde edilir.

. 

ö ( 0)        ö ( 1)        ö ( 2)        ö ( 3)
[ 0  0  0  0] [ 1  0  0  0] [ 0  1  0  0] [ 0  0  1  0]

ö ( 4)        ö ( 5)        ö ( 6)        ö ( 7)
[ 0  0  0  1] [ 1  1  0  0] [ 0  1  1  0] [ 0  0  1  1]

ö ( 8)        ö ( 9)        ö (10)        ö (11)
[ 1  1  0  1] [ 1  0  1  0] [ 0  1  0  1] [ 1  1  1  0]

ö (12)        ö (13)        ö (14)        ö (15)
[ 0  1  1  1] [ 1  1  1  1] [ 1  0  1  1] [ 1  0  0  1]

+/   0_ 1_ 2_ 3_ 4_ 5_ 6_ 7_ 8_ 9_10_11_12_13_14_15_
 0_  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 1_  1  0  5  9 15  2 11 14 10  3  8  6 13 12  7  4
 2_  2  5  0  6 10  1  3 12 15 11  4  9  7 14 13  8
 3_  3  9  6  0  7 11  2  4 13  1 12  5 10  8 15 14
 4_  4 15 10  7  0  8 12  3  5 14  2 13  6 11  9  1
 5_  5  2  1 11  8  0  9 13  4  6 15  3 14  7 12 10
 6_  6 11  3  2 12  9  0 10 14  5  7  1  4 15  8 13
 7_  7 14 12  4  3 13 10  0 11 15  6  8  2  5  1  9
 8_  8 10 15 13  5  4 14 11  0 12  1  7  9  3  6  2
 9_  9  3 11  1 14  6  5 15 12  0 13  2  8 10  4  7
10_ 10  8  4 12  2 15  7  6  1 13  0 14  3  9 11  5
11_ 11  6  9  5 13  3  1  8  7  2 14  0 15  4 10 12
12_ 12 13  7 10  6 14  4  2  9  8  3 15  0  1  5 11
13_ 13 12 14  8 11  7 15  5  3 10  9  4  1  0  2  6
14_ 14  7 13 15  9 12  8  1  6  4 11 10  5  2  0  3
15_ 15  4  8 14  1 10 13  9  2  7  5 12 11  6  3  0

x/   0_ 1_ 2_ 3_ 4_ 5_ 6_ 7_ 8_ 9_10_11_12_13_14_15_
 0_  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0
 1_  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15
 2_  0  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15  1
 3_  0  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15  1  2
 4_  0  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15  1  2  3
 5_  0  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15  1  2  3  4
 6_  0  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15  1  2  3  4  5
 7_  0  7  8  9 10 11 12 13 14 15  1  2  3  4  5  6
 8_  0  8  9 10 11 12 13 14 15  1  2  3  4  5  6  7
 9_  0  9 10 11 12 13 14 15  1  2  3  4  5  6  7  8
10_  0 10 11 12 13 14 15  1  2  3  4  5  6  7  8  9
11_  0 11 12 13 14 15  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10
12_  0 12 13 14 15  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11
13_  0 13 14 15  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12
14_  0 14 15  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13
15_  0 15  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14

 F25

F25, a + b√2 sayıları ile ifade edilir.
a ve b, tam sayı modül 5 dir.
2 + √2 kuvvetleri ile elde edilir.

 ö (0)  ö (1)  ö (2)  ö (3)  ö (4) 0 + 0√2  1 + 0√2  2 + 1√2  1 + 4√2  0 + 4√2 ö (5)  ö (6)  ö (7)  ö (8)  ö (9) 3 + 3√2  2 + 4√2  2 + 0√2  4 + 2√2  2 + 3√2 ö (10)  ö (11)  ö (12)  ö (13)  ö (14) 0 + 3√2  1 + 1√2  4 + 3√2  4 + 0√2  3 + 4√2 ö (15)  ö (16)  ö (17)  ö (18)  ö (19) 4 + 1√2  0 + 1√2  2 + 2√2  3 + 1√2  3 + 0√2 ö (20)  ö (21)  ö (22)  ö (23)  ö (24) 1 + 3√2  3 + 2√2  0 + 2√2  4 + 4√2  1 + 2√2

  +   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  0  0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  1  1   7  18   6   3  12  14  19  22   5  20   2  10   0  23  16  11  21  15  13   9   8  24   4  17  2  2  18   8  19   7   4  13  15  20  23   6  21   3  11   0  24  17  12  22  16  14  10   9   1   5  3  3   6  19   9  20   8   5  14  16  21  24   7  22   4  12   0   1  18  13  23  17  15  11  10   2  4  4   3   7  20  10  21   9   6  15  17  22   1   8  23   5  13   0   2  19  14  24  18  16  12  11  5  5 12   4   8  21  11  22  10   7  16  18  23   2   9  24   6  14   0   3  20  15   1  19  17  13  6  6  14  13   5   9  22  12  23  11   8  17  19  24   3  10   1   7  15   0   4  21  16   2  20  18  7  7  19  15  14   6  10  23  13  24  12   9  18  20   1   4  11   2   8  16   0   5  22  17   3  21  8  8  22  20  16  15   7  11  24  14   1  13  10  19  21   2   5  12   3   9  17   0   6  23  18   4  9  9   5  23  21  17  16   8  12   1  15   2  14  11  20  22   3   6  13   4  10  18   0   7  24  19 10 10  20   6  24  22  18  17   9  13   2  16   3  15  12  21  23   4   7  14   5  11  19   0   8   1 11 11   2  21   7   1  23  19  18  10  14   3  17   4  16  13  22  24   5   8  15   6  12  20   0   9 12 12  10   3  22   8   2  24  20  19  11  15   4  18   5  17  14  23   1   6   9  16   7  13  21   0 13 13   0  11   4  23   9   3   1  21  20  12  16   5  19   6  18  15  24   2   7  10  17   8  14  22 14 14  23   0  12   5  24  10   4   2  22  21  13  17   6  20   7  19  16   1   3   8  11  18   9  15 15 15  16  24   0  13   6   1  11   5   3  23  22  14  18   7  21   8  20  17   2   4   9  12  19  10 16 16  11  17   1   0  14   7   2  12   6   4  24  23  15  19   8  22   9  21  18   3   5  10  13  20 17 17  21  12  18   2   0  15   8   3  13   7   5   1  24  16  20   9  23  10  22  19   4   6  11  14 18 18  15  22  13  19   3   0  16   9   4  14   8   6   2   1  17  21  10  24  11  23  20   5   7  12 19 19  13  16  23  14  20   4   0  17  10   5  15   9   7   3   2  18  22  11   1  12  24  21   6   8 20 20   9  14  17  24  15  21   5   0  18  11   6  16  10   8   4   3  19  23  12   2  13   1  22   7 21 21   8  10  15  18   1  16  22   6   0  19  12   7  17  11   9   5   4  20  24  13   3  14   2  23 22 22  24   9  11  16  19   2  17  23   7   0  20  13   8  18  12  10   6   5  21   1  14   4  15   3 23 23   4   1  10  12  17  20   3  18  24   8   0  21  14   9  19  13  11   7   6  22   2  15   5  16 24 24  17   5   2  11  13  18  21   4  19   1   9   0  22  15  10  20  14  12   8   7  23   3  16   6

  ×  0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  0  0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0  1  0   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  2  0   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1  3  0   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2  4  0   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3  5  0   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4  6  0   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5  7  0   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6  8  0   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7  9  0   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8 10  0  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9 11  0  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10 12  0  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11 13  0  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12 14  0  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13 15  0  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14 16  0  16  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15 17  0  17  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16 18  0  18  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17 19  0  19  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18 20  0  20  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19 21  0  21  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20 22  0  22  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21 23  0  23  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22 24  0  24   1   2   3   4   5   6   7   8   9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23

 Ayrıca bakınız 
 Soyut cebir
 Sonlu halka
 Sonlu grup

Kategori:Sonlu cisimler
Kategori:Cisim teorisi