Сепарабельное расширение поля
Сепара́бельное расшире́ние по́ля, расширение такое, что для некоторого натурального поля и линейно разделены над (см. статью Линейно разделённые расширения). Расширение, не являющееся сепарабельным, называется несепарабельным.
В дальнейшем рассматриваются только алгебраические расширения (о трансцендентных сепарабельных расширениях см. статью Трансцендентное расширение). Конечное расширение сепарабельно тогда и только тогда, когда отображение следа является ненулевой функцией. Алгебраическое расширение сепарабельно, если любое конечное его подрасширение сепарабельно. В характеристике все расширения сепарабельны.
Сепарабельные расширения образуют отмеченный класс расширений, т. е. в башне полей расширение сепарабельно тогда и только тогда, когда сепарабельны и и . Если и суть сепарабельного расширения, то и сепарабельно; для сепарабельного расширения и произвольного расширения расширение снова сепарабельно. Расширение сепарабельно тогда и только тогда, когда оно допускает погружение в некоторое расширение Галуа . При этом для конечного расширения число различных -изоморфизмов поля в совпадает со степенью . Любое конечное сепарабельное расширение является простым.
Многочлен называется сепарабельным над , если его неприводимые множители не имеют кратных корней. Алгебраический элемент называется сепарабельным (над ), если он является корнем сепарабельного над многочлена. В противном случае называется несепарабельным. Элемент называется чисто несепарабельным над , если для некоторого . Неприводимый многочлен несепарабелен тогда и только тогда, когда производная тождественно равна [это возможно только в случае, когда имеет характеристику и ]. Произвольный многочлен однозначно представим в виде , где – сепарабельный многочлен. Степень многочлена и число называются соответственно редуцированной степенью и индексом многочлена .
Пусть – произвольное алгебраическое расширение. Все элементы поля , сепарабельные над , образуют поле , которое является максимальным сепарабельным расширением поля , содержащимся в . Поле называется сепарабельным замыканием поля в . Степень называется сепарабельной степенью расширения , а степень – несепарабельной степенью, или степенью несепарабельности. Несепарабельная степень равна некоторой степени числа . Если , то поле называется сепарабельно замкнутым в . В этом случае расширение называется чисто несепарабельным. Расширение чисто несепарабельно тогда и только тогда, когдат. е. когда любой элемент поля чисто несепарабелен над . Чисто несепарабельные расширения поля образуют отмеченный класс расширений. Если расширение одновременно сепарабельно и чисто несепарабельно, то .