बीजगणितीय स्वतंत्रता

सार बीजगणित में, एक उपसमुच्चय $$S$$ एक क्षेत्र का (गणित) $$L$$ बीजगणितीय रूप से एक क्षेत्र (गणित) #उपक्षेत्रों और प्रमुख क्षेत्रों पर स्वतंत्र है $$K$$ यदि के तत्व $$S$$ गुणांक वाले किसी भी गैर-तुच्छ (गणित) बहुपद समीकरण को संतुष्ट न करें $$K$$.

विशेष रूप से, एक तत्व सेट $$\{\alpha\}$$ बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र है $$K$$ अगर और केवल अगर $$\alpha$$ पारलौकिक तत्व खत्म हो गया है $$K$$. सामान्य तौर पर, एक बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र सेट के सभी तत्व $$S$$ ऊपर $$K$$ अनिवार्य रूप से पारलौकिक हैं $$K$$, और सभी फील्ड एक्सटेंशन पर $$K$$ के शेष तत्वों द्वारा उत्पन्न $$S$$.

उदाहरण
दो वास्तविक संख्याएँ $$\sqrt{\pi}$$ और $$2\pi+1$$ प्रत्येक पारलौकिक संख्याएँ हैं: वे किसी भी गैर-तुच्छ बहुपद की जड़ें नहीं हैं जिनके गुणांक परिमेय संख्याएँ हैं। इस प्रकार, दो सिंगलटन सेटों में से प्रत्येक $$\{\sqrt{\pi}\}$$ और $$\{2\pi+1\}$$ क्षेत्र पर बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र हैं $$\mathbb{Q}$$ परिमेय संख्याओं का।

हालाँकि, सेट $$\{ \sqrt{\pi}, 2\pi+1 \}$$ परिमेय संख्याओं पर बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र नहीं है, क्योंकि गैर-तुच्छ बहुपद है
 * $$P(x,y)=2x^2-y+1$$

शून्य है जब $$x=\sqrt{\pi}$$ और $$y=2\pi+1$$.

ज्ञात स्थिरांकों की बीजीय स्वतंत्रता
हालांकि दोनों $$\pi$$ और E (गणितीय स्थिरांक) को पारलौकिक माना जाता है, यह ज्ञात नहीं है कि दोनों का समुच्चय बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र है या नहीं $$\mathbb{Q}$$. वास्तव में, यह ज्ञात भी नहीं है कि क्या $$\pi+e$$ तर्कहीन है। यूरी वैलेंटाइनोविच नेस्टरेंको ने 1996 में साबित किया कि:
 * संख्या $$\pi$$, $$e^\pi$$, और गामा फलन|Γ(1/4) बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र हैं $$\mathbb{Q}$$.
 * संख्या $$e^{\pi\sqrt{3}}$$ और Γ(1/3) बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र हैं $$\mathbb{Q}$$.
 * सभी सकारात्मक पूर्णांकों के लिए $$n$$, जो नंबर $$e^{\pi\sqrt{n}}$$ बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र है $$\mathbb{Q}$$.

लिंडमैन-वीयरस्ट्रैस प्रमेय
लिंडमैन-वीयरस्ट्रास प्रमेय का उपयोग अक्सर यह साबित करने के लिए किया जा सकता है कि कुछ सेट बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र हैं $$\mathbb{Q}$$. इसमें कहा गया है कि जब भी $$\alpha_1,\ldots,\alpha_n$$ बीजगणितीय संख्याएँ हैं जो रैखिक रूप से स्वतंत्र हैं $$\mathbb{Q}$$, तब $$e^{\alpha_1},\ldots,e^{\alpha_n}$$ भी बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र हैं $$\mathbb{Q}$$.

बीजगणितीय matroids
एक क्षेत्र विस्तार दिया $$L/K$$ जो बीजगणितीय नहीं है, ज़ोर्न की लेम्मा का उपयोग यह दिखाने के लिए किया जा सकता है कि हमेशा अधिकतम बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र उपसमुच्चय मौजूद होता है $$L$$ ऊपर $$K$$. इसके अलावा, सभी अधिकतम बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र उपसमुच्चय में समान प्रमुखता होती है, जिसे विस्तार की श्रेष्ठता की डिग्री के रूप में जाना जाता है।

हर सेट के लिए $$S$$ के तत्वों का $$L$$, बीजगणितीय रूप से स्वतंत्र उपसमुच्चय $$S$$ मैट्रोइड के स्वतंत्र सेट को परिभाषित करने वाले सिद्धांतों को पूरा करें। इस matroid में, तत्वों के एक सेट की रैंक इसकी श्रेष्ठता की डिग्री है, और एक सेट द्वारा उत्पन्न फ्लैट है $$T$$ तत्वों का प्रतिच्छेदन है $$L$$ मैदान के साथ $$K[T]$$. एक मैट्रॉइड जिसे इस तरह से उत्पन्न किया जा सकता है उसे बीजगणितीय मैट्रोइड कहा जाता है। बीजगणितीय matroids का कोई अच्छा लक्षण वर्णन ज्ञात नहीं है, लेकिन कुछ matroids गैर-बीजीय होने के लिए जाने जाते हैं; सबसे छोटा Vámos matroid है। एक क्षेत्र पर एक मैट्रिक्स (गणित) द्वारा कई परिमित matroids Matroid प्रतिनिधित्व हो सकते हैं $$K$$, जिसमें मैट्रॉइड तत्व मैट्रिक्स कॉलम के अनुरूप होते हैं, और तत्वों का एक सेट स्वतंत्र होता है यदि स्तंभों का संबंधित सेट रैखिक स्वतंत्रता है। मैट्रिक्स की प्रत्येक पंक्ति के लिए एक अनिश्चित (चर) का चयन करके, और प्रत्येक कॉलम के भीतर मैट्रिक्स गुणांक का उपयोग करके प्रत्येक मैट्रोइड तत्व को एक रैखिक संयोजन निर्दिष्ट करने के लिए, इस प्रकार के एक रैखिक प्रतिनिधित्व के साथ प्रत्येक मैट्रॉइड को बीजगणितीय मैट्रॉइड के रूप में भी प्रदर्शित किया जा सकता है। ये पारलौकिक। इसका विलोम असत्य है: प्रत्येक बीजगणितीय मैट्रॉइड का एक रेखीय निरूपण नहीं होता है।