아이젠슈타인 정수

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1. 개요2. 상세3. 아이젠슈타인 소수4. 페르마의 마지막 정리와의 연관성

1. 개요[편집]

가우스 정수와 비슷하며, 두 정수 a, b 에 대해서 a+bω a + b\omega 로 표현되는 수이다.
여기서 ω\omega[math(omega^3 = 1)] 또는 ω2+ω+1=0{\omega}^2 + \omega + 1 = 0의 허근 중 한 값이며, 정확하게는 ω=12+32i=ei2π/3\displaystyle \omega = -\frac{1}{2} + \frac{\sqrt 3}{2}i = e^{i\cdot{2\pi}/{3}} 이다.

수학자 고트홀트 아이젠슈타인에 의해 연구되었고, 이 사람의 이름이 붙었다.

2. 상세[편집]

아이젠슈타인 정수 전체의 집합은 기호로 보통 Z[ω]\mathbb{Z}[\omega]로 나타낸다.

이 집합은 덧셈군, 그리고 곱셈에 대한 항등원 11을 가지는 가환환을 이룬다. 또한, 유클리드 정역(ED)이고, 주 아이디얼 정역(단항 이데알 정역, PID)이며, 유일 인수분해 정역(UFD)이다.

가우스 정수와 특성이 유사하다.

복소평면상에서는 삼각형 격자를 그린다.

3. 아이젠슈타인 소수[편집]

아이젠슈타인 정수는 유일 인수분해 정역(UFD)이며, 다시 말해 아이젠슈타인 소수로 유일하게 소인수 분해가 가능하다.

가우스 정수와 마찬가지로 자연수에서는 소수이지만 아이젠슈타인 소수는 아닌 경우가 나오는데, 예를 들어 자연수에서는 7은 소수이지만, 한편으로는 7=(3+ω)(2ω)7 = (3 + ω)(2 − ω)으로 분해가 가능하기에 아이젠슈타인 소수는 아니다.

4. 페르마의 마지막 정리와의 연관성[편집]

이 아이젠슈타인 정수는 뜬금 없이 페르마의 마지막 정리와도 연결이 된다.

n = 3 인 경우에 대한 식 x3+y3=z3x^3 + y^3 = z^3 에 대해서

이 식은 3차 단위근 ω=e2πi/3 \omega = e^{2 \pi i / 3} 을 동원해 다음과 같이 인수분해된다.

(x+y)(x+ωy)(x+ω2y)=z3\left(x + y\right)\left(x + \omega y\right)\left(x + {\omega}^2 y\right) = z^3

그러므로, 아이젠슈타인 정수에 대해서 파고 들면 FLT 의 n=3 인 경우에 대해서 해결이 가능하다.

좀더 자세한 내용은 대수적 정수론 문서 참조.