域 的域自同构是一个双射映射
,它保留了
的所有代数性质,更准确地说,它是一个同构。例如,复共轭是
(复数)的域自同构,因为
(1)
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(2)
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(3)
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(4)
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域自同构固定包含 1 的最小域,在域特征为零的情况下,这个最小域是 ,即有理数。
固定较小域 的
的自同构集合,通过复合运算,形成一个群,称为伽罗瓦群,记为
。例如,取
,有理数,以及
(5)
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(6)
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它是 的一个扩张。那么,
的唯一自同构(固定
)是
,其中
。
和
是
的根,这绝非偶然。基本的观察是,对于任何自同构
,任何系数在
中的多项式
,以及任何域元素
,
(7)
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所以,如果 是
的根,那么
也是
的根。
有理数 形成的域没有非平凡自同构。稍微复杂一点的是
通过
(2 的实立方根)的扩张。
(8)
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这个扩张没有非平凡自同构,因为任何自同构都将由 决定。但如上所述,
的值必须是
的根。由于
只有一个这样的根,自同构必须固定它,也就是说,
,因此
必须是恒等映射。