五次方程式が代数的に
解けないわけ
日曜数学者  辻 順平	
  
@tsujimotter	
  
http://tsujimotter.info
ax5
+ bx4
+ cx3
+ dx2
+ ex + f = 0
近況報告
日曜数学者 tsujimotter の
食べられるゼータ関数触れるゼータ関数
詳しくは http://tsujimotter.info	
  にて 2
ガロア理論
今日のテーマは
3
エヴァリスト・ガロア	
  
1811/10/25	
  –	
  1832/05/31
4
ガロアと言えば・・・
19世紀フランスが生んだ希代の数学者
論文が認められない => フランス国王が悪い
反政府活動に傾倒し、20歳で決闘で死んだ
決闘前夜に徹夜で数学論文を書きまとめ
「時間がない」
5
それなんて	
  
ラノベ?
6
私の
論文
通
ら
こくおう 7
今日	
  
考えたいのは8
五次方程式
9
ax5
+ bx4
+ cx3
+ dx2
+ ex + f = 0
が 10
なぜ	
  
解けない?
Why can't there be a quintic formula?
11
 
	
  
五次方程式	
  
との出会い 12
五次方程式は 解けない
一般の 代数的に
13
お品書き
解ける方程式	
  	
  (1):二次方程式(しっとり)
解ける方程式 (2):三次方程式(さくさく)
方程式が解ける条件・解けない条件(くらいまっくす)
五次方程式が解けないわけ(ごーる)
14
 
二次方程式
解ける方程式	
  (1):
15
二次方程式
ax2
+ bx + c = 0
の解   を求めよ↵,
16
↵ =
b +
p
b2 4ac
2a
=
b
p
b2 4ac
2a
頑張って変形すると・・・
17
別解
18
↵ =
↵ +
2
+
↵
2
=
↵ +
2
↵
2
α,βを交換しても値が変わらない数 α,βを交換すると値が 
     変わってしまう数
STEP1: 解についての「恒等式」をつくる
19
↵ + =
b
a
↵ =
c
a
STEP2: 「解と係数の関係」をつかって係数で表す
20
(x ↵)(x ) = 0 より,
x2
(↵ + )x + ↵ = 0
一方で, x2
+
b
a
x +
c
a
= 0 が成り立つ
↵ + =
b
a
↵ =
c
a 21
STEP2: 「解と係数の関係」をつかって係数で表す
解	
  α,	
  β	
  を交換しても	
  
不変な数
基本対称式	
  α+β,	
  αβ	
  の	
  
四則演算
	
  対称式の基本定理
(↵ + )2
2↵↵2
+ 2
方程式の係数	
  a,	
  b,	
  c	
  の	
  
四則演算
	
  解と係数の関係
✓
b
a
◆2
c
a
22
「解を交換しても不変な数」は係数    の四則演算で書ける結論 a, b, c
「解を交換しても不変な数」
23
↵
↵
↵
↵
e
e(↵) = ↵
e( ) =
⌧
⌧(↵) =
⌧( ) = ↵
解   の交換として,考えられるパターンを列挙する↵,
S2 = {e, ⌧}ひとまとめにすると・・・
二次の置換群
24
↵
e
⌧
⌧( ) = ↵
⌧(↵) =
e(↵) = ↵ e( ) =
25
二次の置換群に対して不変	
  
	
  方程式の係数    で表せる a, b, c
↵ +
⌧(↵ + ) = + ↵
e(↵ + ) = ↵ +
26
e
⌧
↵ (↵ )
27
e
⌧
二次の置換群に対して不変	
  
	
  方程式の係数    で表せる 
(↵ )2
a, b, c
2乗すると・・・
28
e
⌧
=
✓
b
a
◆2
+ 4
⇣ c
a
⌘
(↵ )2
= (↵ + )2
4↵
=
b2
4ac
a2
29
STEP2: 「解と係数の関係」をつかって係数で表す
とすれば↵ >
STEP3: 「平方根」をとる
↵ =
p
b2 4ac
a
↵ =
p
b2 4ac
a
30
↵ =
↵ +
2
+
↵
2
=
b
2a
+
p
b2 4ac
2a
二次方程式が解けた!
先ほどの恒等式に代入すると・・・
31
解のすべての置換に対して不変な数は	
  
すべて係数の四則演算で書ける
ポイント!
↵
(↵ )2
32
⌧
e
{e}	
  に対して	
  
不変な数
↵
解き方のアウトライン
すべての置換に対して	
  
不変な数
2乗/平方根
(↵ )2
a
b c
(↵ )↵
恒等式 恒等式
解と係数の関係
33
↵
2乗/平方根
(↵ )2
ポイント!
(二次の)ラグランジュ・リゾルベント
34
 
三次方程式
解ける方程式	
  (2):
35
↵, ,
ax3
+ bx2
+ cx + d = 0
三次方程式
の解    を求めよ
36
{e}	
  に対して	
  
不変な数
すべての置換に対して	
  
不変な数
↵
解き方のアウトライン?
3乗/3乗根
a b c
恒等式
解と係数の関係
d
(a b)3
37
三次の置換群
↵
↵
e
e(↵) = ↵
e( ) =
e( ) =
↵
↵
⌧
↵
↵
(↵) =
( ) =
( ) = ↵
⌧(↵) = ↵
⌧( ) =
⌧( ) =
解     の交換として,考えられるパターンを列挙する↵, ,
38
↵
↵
↵
⌧
↵
↵
⌧
⌧( (↵)) = ⌧ (↵)
39
↵
↵
↵
↵
↵
2
( (↵)) = 2
(↵)
40
↵
↵
↵
⌧
↵
↵
↵
⌧( ( (↵))) = ⌧ 2
⌧( ( (↵))) = ⌧ 2
41
↵
↵
e
↵
↵
⌧
↵
↵
↵
↵
2
↵
↵
↵
↵
⌧ ⌧ 2
三次の置換群:	
   {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}
42
=
↵ +
2
+
(↵ )
2
↵ =
↵ +
2
+
↵
2
参考:二次方程式の場合
43
↵ =
↵ + +
3
+
↵ + ! + !2
3
+
↵ + !2
+ !
3
=
↵ + +
3
+
!2
↵ + + !
3
+
!↵ + + !2
3
=
↵ + +
3
+
!↵ + !2
+
3
+
!2
↵ + ! +
3
R
(三次の)ラグランジュ・リゾルベント
L
ただし ω	
  は,	
  ω3	
  =	
  1	
  	
  を満たす	
  1	
  の原始三乗根
三次方程式の場合
44
⇥!2
⇥!
⇥!
⇥!2
=
↵ + +
3
+
!L
3
+
!2
R
3
=
↵ + +
3
+
!2
L
3
+
!R
3
↵ =
↵ + +
3
+
L
3
+
R
3
45
e(L) = ↵ + ! + !2
= L
(L) = + ! + !2
↵ = !2
L
2
(L) = + !↵ + !2
= !L
不変
不変ではない
不変ではない
不変ではない
不変ではない
不変ではない⌧(L) = ↵ + ! + !2
= R
⌧ (L) = + ! + !2
↵ = !2
R
⌧ 2
(L) = + !↵ + !2
= !R
L に三次の置換群を作用させると・・・
46
不変
不変
不変
不変ではない
不変ではない
不変ではない
e(L3
) = (↵ + ! + !2
)3
= L3
(L3
) = ( + ! + !2
↵)3
= L3
2
(L3
) = ( + !↵ + !2
)3
= L3
⌧ 2
(L3
) = ( + !↵ + !2
)3
= R3
⌧ (L3
) = ( + ! + !2
↵)3
= R3
⌧(L3
) = (↵ + ! + !2
)3
= R3
L3 に三次の置換群を作用させると・・・
47
2
⌧
e
L
!L
!2
L !2
R
!R
R
⌧ ⌧ 2
48
2
e
L3
R3
⌧ ⌧ ⌧ 2
この形,どこかで見覚えがありませんか?
3乗すると・・・
49
L3
=
L3
+ R3
2
+
L3
R3
2
R3
=
L3
+ R3
2
+
(L3
R3
)
2
2次のラグランジュ・リゾルベントをつくる
50
L3
R3
(L3
R3
)
51
2
e
⌧ ⌧ ⌧ 2
(L3
R3
)2
三次の置換群に対し不変	
  
	
  方程式の係数     で表せる a, b, c, d
2乗すると・・・
52
2
e
⌧ ⌧ ⌧ 2
L
!L
!2
L !2
R
!R
R
2
e
↵
解き方のアウトライン
⌧ ⌧ ⌧ 2
{e}	
  に対して	
  
不変な数
恒等式 恒等式
53
L
!L
!2
L !2
R
!R
R
↵
解き方のアウトライン
2
e
⌧ ⌧ ⌧ 2
L3
R3
3乗 3乗
(L3
R3
)L3
R3
恒等式 恒等式
{e}	
  に対して	
  
不変な数
{e,	
  σ,	
  σ2}	
  に対して	
  
不変な数
54
L
!L
!2
L !2
R
!R
R
↵
解き方のアウトライン
(L3
R3
)L3
R3
{e}	
  に対して	
  
不変な数
{e,	
  σ,	
  σ2}	
  に対して	
  
不変な数
(L3
R3
)2
a b c
2乗 2乗
d
解と係数の関係
2
e
⌧ ⌧ ⌧ 2
すべての置換に対して	
  
不変な数
L3
R3
55
H = {e, , 2
}
{e}
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}(L3
R3
)2a b
c d
L3
R3
L3
R3
L ↵R
2乗/平方根
3乗/3乗根
6/3=2
3/1=3
不変な数
不変な数
不変な数
「置換によって不変な数」 「置換群」
方程式の係数
方程式の解
∼	
  ラグランジュ
「ラグランジュ・リゾルベント」という都合の良い数を	
  
見つけることが出来れば,方程式は解ける	
  
ラグランジュ・リゾルベントをどうやって探すか
見つからなかったからといって
方程式が解けないとは言い切れない
57
ガロアの着想
「置換群」の持つ「構造」から,	
  
方程式が解けるための条件を	
  
導けないか?
有限個
58
方程式が解ける条件・	
  
解けない条件
59
以下の公理を満たす集合を「群」と呼ぶ
1.群の定義
2.	
  	
  任意の元(要素)に対して,結合法則が成り立つ
1.	
  	
  	
  演算に対して閉じている
3.	
  	
  単位元が存在する
4.	
  	
  任意の元に対して,その元に対する逆元が存在する
「置換群」の場合
 自動的に成り立つ
結城 浩 著「数学ガール/ガロア理論」より引用(一部改変)
60
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}
×
1.	
  	
  演算に対して閉じている3.	
  単位元が存在する
4.	
  	
  	
  任意の元に対してその元に対する
  逆元が存在する
×
G	
  が「群」であることの確認
61
H = {e, , 2
}
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}
1.	
  	
  演算に対して閉じている
3.	
  単位元が	
  
 存在する
4.	
  	
  	
  任意の元に対してその元に対する	
  
  逆元が存在する
×
×
部分集合
2.部分群 ・・・G	
  の部分集合で,それ自体群であるもの
62
H = {e, , 2
}
G/H = e{e, , 2
}, ⌧{e, , 2
} = {eH, ⌧H}
6個
3個
6個/3個 = 2個
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}
3.部分群による割り算 G/H
63
H = {e, , 2
}
G/H = e{e, , 2
}, ⌧{e, , 2
} = {eH, ⌧H}
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}
4.正規部分群 H
この集合が群であるとき
H を「G の正規部分群」という
64
が群であることの確認(一部)G/H = {eH, ⌧H}
eH · ⌧H = · ⌧e
2
e e
· ⌧e e
· ⌧e e
· ⌧e
2
e
· ⌧e
· ⌧e
· ⌧e
2
e
· ⌧e
· ⌧e
2
2
2
= e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
2
2
2
( )⌧ e
( )⌧
( )⌧
2
( )⌧ e
( )⌧
( )⌧
2
( )⌧ e
( )⌧
( )⌧
2
⌧ · e
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
⌧ · 2
⌧ ·
⌧ ·
⌧ ·
2
⌧ ·
⌧ ·
e
⌧ ·
2
⌧ ·
e
2
⌧H=
と変形できることが正規部分群の条件τ	
  HH	
  τ
65
が群であることの確認(一部)G/H = {eH, ⌧H}
eH · ⌧H = · ⌧e
2
e e
· ⌧e e
· ⌧e e
· ⌧e
2
e
· ⌧e
· ⌧e
· ⌧e
2
e
· ⌧e
· ⌧e
2
2
2
= e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
2
2
2
( )⌧ e
( )⌧
( )⌧
2
( )⌧ e
( )⌧
( )⌧
2
( )⌧ e
( )⌧
( )⌧
2
⌧ · e
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
⌧ · 2
⌧ ·
⌧ ·
⌧ ·
2
⌧ ·
⌧ ·
e
⌧ ·
2
⌧ ·
e
2
⌧H=
と変形できることが正規部分群の条件τ	
  HH	
  τ
時間がない
66
H = {e, , 2
}
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}
G/H = e{e, , 2
}, ⌧{e, , 2
} = {eH, ⌧H = e{e, , 2
}, ⌧{e, , 2
} = {eH, ⌧H}
E = {e}
H/E = {e, , 2
}
正規部分群の列
(正規列)
正規部分群で
割ってできた群
67
・・・単一の元により生成される群
{e, ⌧} = {⌧, ⌧2
} = h⌧i {e, , 2
} = { , 2
, 3
} =
⌧(↵)↵
(↵)
2
(↵)
↵
⌧
⌧
5.巡回群
68
H = {e, , 2
}
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ ,
○乗/○乗根
○乗/○乗根
E = {e}
G/H = e{e, , 2
},
H/E = {e, , 2
}
方程式が解ける条件
解で表せる数
係数で表せる数
= 巡回群	
  
= 巡回群	
  
正規部分群で割ってできた群がすべて巡回群
69
H = {e, , 2
}
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ ,
○乗/○乗根
○乗/○乗根
E = {e}
G/H = e{e, , 2
},
H/E = {e, , 2
}
方程式が解けない条件
解で表せる数
係数で表せる数
= 巡回群	
  
= 巡回群	
  
正規部分群で割ってできた群の中に
      巡回群でない群が存在する
70
五次方程式が	
  
解けないわけ
71
60個の置換群
120個の置換群
2乗/2乗根
○乗/○乗根
E = {e}
G/H = e{e, , 2
},
H/E = {e, , 2
}
五次方程式の場合
解で表せる数
係数で表せる数
= 巡回群	
  
= 巡回群	
  
正規部分群で割ってできた群の中に
      巡回群でない群が存在する
72
五次の置換群
α	
  	
  β	
  	
  γ	
  	
  δ	
  	
  ε
α	
  	
  β	
  	
  γ	
  	
  δ	
  	
  ε
[αβγδε]
α	
  	
  β	
  	
  γ	
  	
  δ	
  	
  ε
α	
  	
  β	
  	
  γ	
  	
  δ	
  	
  ε
[βγδεα]
73
・・・
120通り
G	
  =	
  { 	
  [αβγδε],	
  [αβδεγ],	
  [αβεγδ],	
  [αγβεδ],	
  [αγδβε],	
  [αγεδβ],	
  [αδβγε],	
  [αδγεβ],	
  [αδεβγ],	
  [αεβδγ],	
  [αεγβδ],
	
  [αεδγβ],	
  [βαγεδ],	
  [βαδγε],	
  [βαεδγ],	
  [βγαδε],	
  [βγδεα],	
  [βγεαδ],	
  [βδαεγ],	
  [βδγαε],	
  [βδεγα],	
  [βεαγδ],	
  
	
  [βεγδα],	
  [βεδαγ],	
  [γαβδε],	
  [γαδεβ],	
  [γαεβδ],	
  [γβαεδ],	
  [γβδαε],	
  [γβεδα],	
  [γδαβε],	
  [γδβεα],	
  [γδεαβ],	
  
	
  [γεαδβ],	
  [γεβαδ],	
  [γεδβα],	
  [δαβεγ],	
  [δαγβε],	
  [δαεγβ],	
  [δβαγε],	
  [δβγεα],	
  [δβεαγ],	
  [δγαεβ],	
  [δγβαε],	
  
	
  [δγεβα],	
  [δεαβγ],	
  [δεβγα],	
  [δεγαβ],	
  [εαβγδ],	
  [εαγδβ],	
  [εαδβγ],	
  [εβαδγ],	
  [εβγαδ],	
  [εβδγα],	
  [εγαβδ],	
  
	
  [εγβδα],	
  [εγδαβ],	
  [εδαγβ],	
  [εδβαγ],	
  [εδγβα],	
  	
  
	
  [γβδεα],	
  [γβεαδ],	
  [γβαδε],	
  [γδβαε],	
  [γδεβα],	
  [γδαεβ],	
  [γεβδα],	
  [γεδαβ],	
  [γεαβδ],	
  [γαβεδ],	
  [γαδβε],	
  
	
  [γαεδβ],	
  [βγδαε],	
  [βγεδα],	
  [βγαεδ],	
  [βδγεα],	
  [βδεαγ],	
  [βδαγε],	
  [βεγαδ],	
  [βεδγα],	
  [βεαδγ],	
  [βαγδε],	
  
	
  [βαδεγ],	
  [βαεγδ],	
  [δγβεα],	
  [δγεαβ],	
  [δγαβε],	
  [δβγαε],	
  [δβεγα],	
  [δβαεγ],	
  [δεγβα],	
  [δεβαγ],	
  [δεαγβ],	
  
	
  [δαγεβ],	
  [δαβγε],	
  [δαεβγ],	
  [εγβαδ],	
  [εγδβα],	
  [εγαδβ],	
  [εβγδα],	
  [εβδαγ],	
  [εβαγδ],	
  [εδγαβ],	
  [εδβγα],	
  
	
  [εδαβγ],	
  [εαγβδ],	
  [εαβδγ],	
  [εαδγβ],	
  [αγβδε],	
  [αγδεβ],	
  [αγεβδ],	
  [αβγεδ],	
  [αβδγε],	
  [αβεδγ],	
  [αδγβε],	
  
	
  [αδβεγ],	
  [αδεγβ],	
  [αεγδβ],	
  [αεβγδ],	
  [αεδβγ]	
  	
  	
  }	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  
H	
  =	
  {	
  	
  [αβγδε],	
  [αβδεγ],	
  [αβεγδ],	
  [αγβεδ],	
  [αγδβε],	
  [αγεδβ],	
  [αδβγε],	
  [αδγεβ],	
  [αδεβγ],	
  [αεβδγ],	
  [αεγβδ],	
  
	
  [αεδγβ],	
  [βαγεδ],	
  [βαδγε],	
  [βαεδγ],	
  [βγαδε],	
  [βγδεα],	
  [βγεαδ],	
  [βδαεγ],	
  [βδγαε],	
  [βδεγα],	
  [βεαγδ],	
  
	
  [βεγδα],	
  [βεδαγ],	
  [γαβδε],	
  [γαδεβ],	
  [γαεβδ],	
  [γβαεδ],	
  [γβδαε],	
  [γβεδα],	
  [γδαβε],	
  [γδβεα],	
  [γδεαβ],	
  
	
  [γεαδβ],	
  [γεβαδ],	
  [γεδβα],	
  [δαβεγ],	
  [δαγβε],	
  [δαεγβ],	
  [δβαγε],	
  [δβγεα],	
  [δβεαγ],	
  [δγαεβ],	
  [δγβαε],	
  
	
  [δγεβα],	
  [δεαβγ],	
  [δεβγα],	
  [δεγαβ],	
  [εαβγδ],	
  [εαγδβ],	
  [εαδβγ],	
  [εβαδγ],	
  [εβγαδ],	
  [εβδγα],	
  [εγαβδ],	
  
	
  [εγβδα],	
  [εγδαβ],	
  [εδαγβ],	
  [εδβαγ],	
  [εδγβα]	
  	
  	
  }	
  
	
  
E	
  =	
  {	
  [αβγδε]	
  }
五次方程式の群の正規列
74
まとめ
Q.	
   	
  五次方程式が代数的に解けないのはなぜ?	
  
A.  五次の置換群の正規列に「これ以上分解できない巡回群ではない群」が	
  
	
  含まれるから	
  
「方程式の解の置換群」     「不変な数の集合」	
  
「方程式が解けるかどうか」を「群」に対応づけることで,	
  
「無限の可能性」を「有限集合の数え上げ」に落とし込むことができた	
  
キーアイデア
ガロア対応
75
おまけ
H	
  =	
  {	
  [αβγδε],	
  [αβδεγ],	
  [αβεγδ],	
  [αγβεδ],	
  
	
  [αγδβε],	
  [αγεδβ],	
  [αδβγε],	
  [αδγεβ],	
  
	
  [αδεβγ],	
  [αεβδγ],	
  [αεγβδ],	
  [αεδγβ],	
  
	
  [βαγεδ],	
  [βαδγε],	
  [βαεδγ],	
  [βγαδε],	
  
	
  [βγδεα],	
  [βγεαδ],	
  [βδαεγ],	
  [βδγαε],	
  
	
  [βδεγα],	
  [βεαγδ],	
  [βεγδα],	
  [βεδαγ],	
  
	
  [γαβδε],	
  [γαδεβ],	
  [γαεβδ],	
  [γβαεδ],	
  
	
  [γβδαε],	
  [γβεδα],	
  [γδαβε],	
  [γδβεα],	
  	
  
	
  [γδεαβ],	
  [γεαδβ],	
  [γεβαδ],	
  [γεδβα],	
  
	
  [δαβεγ],	
  [δαγβε],	
  [δαεγβ],	
  [δβαγε],	
  
	
  [δβγεα],	
  [δβεαγ],	
  [δγαεβ],	
  [δγβαε],	
  
	
  [δγεβα],	
  [δεαβγ],	
  [δεβγα],	
  [δεγαβ],	
  
	
  [εαβγδ],	
  [εαγδβ],	
  [εαδβγ],	
  [εβαδγ],	
  
	
  [εβγαδ],	
  [εβδγα],	
  [εγαβδ],	
  [εγβδα],	
  
	
  [εγδαβ],	
  [εδαγβ],	
  [εδβαγ],	
  [εδγβα]	
  }	
  
'
同型
76
Thank	
  You!!
77
日曜数学者  辻 順平
@tsujimotter	
  
ウェブサイト:http://tsujimotter.info	
  
ブログ:http://tsujimotter.hatenablog.com	
  
参考文献
•  結城 浩 著「数学ガール/ガロア理論」SoftBank	
  Creative	
  
(1,900	
  円).	
  
•  小島 寛之 著「天才ガロアの発想力 対称性と群が明かす方程
式の秘密」技術評論社	
  (1,580	
  円).	
  
•  デイヴィッド・コックス 著,梶原 健 訳「ガロワ理論(上・
下)」日本評論社	
  (上	
  3,500	
  円/下	
  4,200	
  円).	
  
•  石井 俊全 著「ガロア理論の頂を踏む」ペレ出版	
  (3,000	
  円).
78
以降,補足スライド
79
一般に置換の合成は「非可換」である
↵
↵
↵
⌧
↵
↵
↵
⌧
80
三次方程式の解き方(概略)
方程式の係数
L3
R3
=
p
D
(L3
R3
)2
= D
L3
+ R3
= A
L3
=
A
2
+
p
D
2
R3
=
A
2
p
D
2
R =
3
s
A
2
p
D
2
L =
3
s
A
2
+
p
D
2
↵ =
↵ + +
3
+
L
3
+
R
3
,(   についても同様)
a, b, c, d
3乗/立方根
2乗/平方根
「三次の置換群 G	
  」のすべての部分群
H = {e, , 2
} {e, ⌧ }{e, ⌧} {e, ⌧ 2
}
{e}
G	
  の正規部分群
G = {e, , 2
, ⌧, ⌧ , ⌧ 2
}
G	
  の正規部分群ではない
82
四次方程式の場合
12個の置換群
4個の
置換群
24個の置換群
2乗/2乗根
3乗/3乗根
係数で表せる数
2次巡回群
2個の
置換群
解で表せる数
2乗/2乗根
2乗/2乗根
E = {e}
83
3次巡回群
2次巡回群
2次巡回群
巡回群とラグランジュ・リゾルベント
G/H	
  が巡回群であれば,	
  
ラグランジュ・リゾルベントが作れることを示す
84
•  L2	
  =	
  α	
  –	
  τH(α)
•  L3	
  =	
  α	
  +	
  ωσH(α)	
  +	
  ω2σ2H(α)
二次の場合
三次の場合
G/H	
  が	
  2次の巡回群	
  {eH,	
  τH}	
  
85
H	
  に対して	
  
不変な数
G	
  に対して	
  
不変な数
eH
τH
α τH(α)
α	
  –	
  τH(α) –	
  (α	
  –	
  τH(α))
(α	
  –	
  τH(α))2
2乗/平方根
巡回群	
  G/H	
  =	
  {eH,	
  τH}	
  を	
  
2次のラグランジュ・リゾルベント	
  L2	
  に作用させると・・・
不変
2乗
86
L2	
  =	
  α	
  –	
  τH(α)
τH(L2)	
  =	
  τH(α)	
  –	
  α	
  =	
  –	
  (α	
  –	
  τH(α))	
  =	
  –	
  L2	
  	
  	
  
τH
τH(L22)	
  =	
  τH(α)2	
  =	
  	
  (	
  –	
  L2)2	
  =	
  L22	
  	
  	
  
不変ではない
G/H	
  が	
  3	
  次の巡回群	
  {eH,	
  σH,	
  σ2H}	
  
87
H	
  に対して	
  
不変な数
G	
  に対して	
  
不変な数
eH
σH
α
σH(α)
L3	
   ωL3
L33
3乗/立方根
σ2H(α)
σ2H
ω2L3
巡回群	
  G/H	
  =	
  {eH,	
  σH,	
  σ2H}	
  を	
  
3次のラグランジュ・リゾルベント	
  L3	
  に作用させると・・・
不変
3乗
88
L3	
  =	
  α	
  +	
  ωσH(α)	
  +	
  ω2σ2H(α)
σH(L3)	
  =	
  σH(α)	
  +	
  ωσ2H(α)	
  +	
  ω2α	
  =	
  ω2	
  L3
σH
σH(L33)	
  =	
  σH(α)3	
  =	
  	
  (	
  ω2	
  L3	
  )3	
  =	
  L33	
  	
  	
  
不変ではない
正十二面体の中には	
  
正六面体がある
89
正六面体の置換(12通り)
180°
180° 180°
180°回転	
  ×	
  3
120°,	
  240°
120°,	
  
240°
120°,	
  
240°
120°,240°
120°	
  回転	
  ×	
  4	
  
240°	
  回転	
  x	
  4
動かさない ×	
  1
90
“代数的でない”	
  五次方程式の解き方
91
•  モジュラー方程式の解を用いる方法(エルミート)	
  
•  超幾何級数を用いる方法(クライン)	
  

「五次方程式が代数的に解けないわけ」第3回プログラマのための数学勉強会 #maths4pg