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高斯整数


高斯整数是 复数 a+bi,其中 ab整数。高斯整数是 虚二次域 Q(sqrt(-1)) 的成员,并构成一个通常表示为 Z[i],有时也表示为 k(i)(Hardy 和 Wright 1979,第 179 页)。两个高斯整数的和、差和积是高斯整数,但 (a+bi)|(c+di) 仅当存在 e+fi 使得

 (a+bi)(e+fi)=(ae-bf)+(af+be)i=c+di
(1)

(Shanks 1993)。

高斯整数可以根据其他高斯整数(称为高斯素数)唯一分解,直到 i 和重排。

Z[i] 的单位是 +/-1+/-i

高斯整数范数的一个定义是其复模量

 |a+ib|=sqrt(a^2+b^2).
(2)

另一个常见的定义(例如,Herstein 1975;Hardy 和 Wright 1979,第 182 页;Artin 1991;Dummit 和 Foote 2004)将高斯整数的范数定义为

 n(a+ib)=a^2+b^2,
(3)

上述量的平方。(请注意,高斯整数形成一个 欧几里得环,这正是使它们特别受关注的原因,仅在后一种定义下成立。)由于存在两种可能的定义,因此在查阅文献时需要谨慎。

两个高斯整数 ab 互素的概率是

 P_(Gaussian)((a,b)=1)=6/(pi^2K)=0.66370...
(4)

(OEIS A088454),其中 K卡塔兰常数 (Pegg; Collins and Johnson 1989; Finch 2003, p. 601)。

每个高斯整数都在高斯整数 n 的倍数的 |n|/sqrt(2) 范围内。

GaussianIntegerRoots

上面的图显示了高斯整数 RadicalBox[g, r] 对于各种有理值 r 的根(Trott 2004,第 24 页)。


另请参阅

复数, 爱森斯坦整数, 高斯素数, 整数, 八元数 在 MathWorld 课堂中探索此主题

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参考文献

Artin, M. 代数。 Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1991.Collins, G. E. 和 Johnson, J. R. "高斯整数的相对素性的概率。" Proc. 1988 Internat. Sympos. Symbolic and Algebraic Computation (ISAAC), Rome (Ed. P. Gianni). New York: Springer-Verlag, pp. 252-258, 1989.Conway, J. H. 和 Guy, R. K. "高斯的整数。" 在 数字之书。 New York: Springer-Verlag, pp. 217-223, 1996.Dummit, D. S. 和 Foote, R. M. 抽象代数,第 3 版。 Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 2004.Finch, S. R. 数学常数。 Cambridge, England: Cambridge University Press, 2003.Hardy, G. H. 和 Wright, E. M. "有理整数、高斯整数和 k(rho) 的整数" 和 "高斯整数的性质。" §12.2 和 12.6 在 数论导论,第 5 版。 Oxford, England: Clarendon Press, pp. 178-180 和 182-183, 1979.Herstein, I. N. 代数主题,第 2 版。 New York: Springer-Verlag, 1975.Pegg, E. Jr. "被忽视的高斯整数。" http://www.mathpuzzle.com/Gaussians.html.Séroul, R. "高斯整数。" §9.1 在 数学家编程。 Berlin: Springer-Verlag, pp. 225-234, 2000.Shanks, D. "高斯整数和两个应用。" §50 在 数论中已解决和未解决的问题,第 4 版。 New York: Chelsea, pp. 149-151, 1993.Sloane, N. J. A. 序列 A088454 在 "整数序列在线百科全书"。Trott, M. Mathematica 图形指南。 New York: Springer-Verlag, 2004. http://www.mathematicaguidebooks.org/.

在 Wolfram|Alpha 上引用

高斯整数

请引用为

Weisstein, Eric W. "高斯整数。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/GaussianInteger.html

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