Abelin–Ruffinin lause

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Niels Henrik Abel

Abelin–Ruffinin lauseen mukaan ei yleisellä viidennen ja sitä korkeamman asteen yhtälöllä ole juurilausekkeisiin perustuvaa ratkaisukaavaa.

Abelin-Ruffinin lause ei tarkoita sitä, että viidennen ja sitä korkeamman asteen yhtälöt ovat ratkaisemattomia. Itse asiassa jos polynomi on reaali- tai kompleksikertoiminen, yhtälöllä on aina juuria kompleksitasossa. Tämä on nimeltään algebran peruslause. Vaikka ratkaisuja ei voida laskea tarkasti, niitä voidaan laskea numeerisilla menetelmillä niin tarkasti kuin halutaan. Käytettyjä menetelmiä ovat Newtonin-Raphsonin menetelmä ja Laguerren menetelmä.

Alempien asteiden yhtälöt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Esimerkiksi toisen asteen polynomiyhtälö voidaan aina ratkaista äärellisen monen yhteen- vähennys- kerto- ja jakolaskun avulla. Nimittäin yhtälön ax2 + bx + c = 0 juuret ovat


x=\frac{-b \pm \sqrt {b^2-4ac\  }}{2a}.

Samanlaiset kaavat tunnetaan kolmannen- ja neljännen asteen polynomiyhtälöille. Kaavat on tunnettu jo 1500-luvulta alkaen.

Viidennen ja korkeamman asteen yhtälöt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Esimerkiksi yhtälöä x5 - x + 1 = 0 ei voida ratkaista juurilausekkeiden avulla. Joitakin viidennen asteen yhtälöitä sen sijaan voidaan, esimerkiksi x5 - x4 - x + 1 = 0. Évariste Galois kehitti teorian sille, mitkä polynomiyhtälöt voidaan ratkaista juurilausekkeiden avulla: ne ja vain ne joiden Galois'n ryhmä on ratkeava. Kolmannen- ja neljännen asteen yhtälön ratkaisukaavojen perusteella ovat symmetriset ryhmät S2, S3 ja S4 ratkeavia, mutta Sn ei ole kun n≥5. Ryhmien ratkeavuus voidaan kuitenkin osoittaa helpommin ryhmän kompositiojonon avulla kuin ratkaisukaavan perusteella.

Historiaa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lauseen todisti ensimmäisenä Paolo Ruffini vuonna 1799, mutta hänen todistuksensa sisälsi pienen aukon. Ruffini todistus perustui permutaatioryhmiin. Lauseelle esitti todistuksen myös Niels Henrik Abel vuonna 1824. Évariste Galois tutki ongelmaa syvällisemmin, ja hänen mukaansa onkin nimetty Galois'n teoria, johon myös Abelin-Ruffinin lause kuuluu.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]