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关于以下讨论的目的,并不是没有意义的。我们的目的是,把X 逐渐地分解成越来越多的因式,使得它们的系数能用次数尽可能低的方程确定。在这个过程中,我们最后会得到单因式,也就是Ω 中的根。我们要证明的是,如果数n -1可以以任意方式分解成整因数α ,β ,γ ,…(我们可以假定它们每个都是质数) ,那么X 就能分解成α 个次数为 的因式,它们的系数由次数为α 的方程决定。每一个因式,借助于次数为β 的方程,又可以把Ω 分解为β 个 次的因式。因此,如果我们用v 表示因数α ,β ,γ ,…的个数,那么对Ω 中的根的确定就化归为去解次数分别为α ,β ,γ ,…的v 个方程。例如,当n =17时,n -1=2×2×2×2,所以要解4个二次方程;对于n =73,要解3个二次方程和2个三次方程。
尺规作图
尺规作图是起源于古希腊的数学课题。这是一种只使用无刻度的圆规和直尺,且只准许使用有限次,来解决不同的平面几何作图题的方法。尺规作图的研究促成了多个数学领域的发展。对尺规作图的探索推动了对圆锥曲线的研究,并发现了一批著名的曲线。高斯在此章中就讨论了以尺规作圆内接多边形的方法。图为圆内接正五边形的尺规作图示例。
在下面的内容中,我们必须经常考虑根r 的方幂,它的指数也是方幂。这种表达式是难以排版的。因此,为了简化,我们就使用下面的缩写。对于r ,r 2 ,r 3 ,…,我们记作[1],[2],[3],…,并且一般地,把r λ 记为[λ ],这里λ 是任意整数。这些表达式不是完全确定的,但只要我们从Ω 中取一个特定的根作为r ,也即[1],那么这些表达式就是确定的了。一般地,对应于对于模同余或者不同余,[λ ],[μ ]就分别相等或者不相等。进而,[0]=1;[λ ]·[u ]=[λ +u ];[λ ] v =[λv ]。对应于λ 能不能够被n 整除,和[0]+[λ ]+[2λ ]…+[(n -1)λ ]就要么等于0,要么等于n 。