Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Lays Grazielle Cardoso Silva de Jesus
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Brasil
ICX - DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA
Programa de Pós-Graduação em Matemática
UFMG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/33551
Resumo: Let $\mathbb {F}_{q} $ be a finite field with $ q $ elements. In this thesis, we focus on two types of problems about irreducible polynomials. The first one is the construction of irreducible polynomials from the composition of an irreducible polynomial with the polynomial $x^n $. This is a particular case of a more general problem about finding irreducible polynomial factorization, when it composes $f(x)$ with another polynomial to which its factorization is complete known. In particular, imposing some conditions on $ q $, $ n $, the order and the degree of the polynomial $f$, we find a procedure, which can be computationally implemented in order to determine explicitly the irreducible factors of this composition $f(x^n)$. In addition, an explicit formula for the number of irreducible factors is determined in the process. This result generalizes the results found in \cite{BGM}, \cite{Mey}, \cite{BGO} and \cite{WYF}.\\ Consequently, in the case when $f (x) = x-1$, the number of irreducible factors of $x^n-1$ is also the number of normal elements of the extension $ \mathbb {F} _ {q^n }$ over $\mathbb {F}_q$.\\ In the second part this these, we restringe our study to irreducible binomials, because there is a classic irreducibility criterion for this type of polynomial. This criterion was explored by Heyman and Shparlinski in \cite {HeSh} to find upper and lower bounds for the total number of binomials over $ \mathbb {F} _q $ with degree $ t\le T $, where $ T $ is large enough. In their work, they also find upper and lower bounds for the total number of irreducible binomials of degree $t$ over the field $ \mathbb {F} _q $ when $ q $ is limited by a constant $ Q $, but we think that this type of estimate is not very interesting because they count objects that are belong fields with different characteristics. Thus, in this second part, we determine formulas, which are asymptotically correct, for the number of irreducible binomials over $ \mathbb {F}_q $ and degree less than $ T $. This formulas substantially improves the result of Heyman and Shparlinski. Also found formulas for upper and lower bounds that are valid for small values of $T$.
id UFMG_3bdd25df797c8432c5116fdb32774978
oai_identifier_str oai:repositorio.ufmg.br:1843/33551
network_acronym_str UFMG
network_name_str Repositório Institucional da UFMG
repository_id_str
spelling Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticasPolinômios irredutíveisPolinômios ciclotômicosCorpos finitos.Matemática - TesesPolinômiosCorpos finitos (Álgebra)Let $\mathbb {F}_{q} $ be a finite field with $ q $ elements. In this thesis, we focus on two types of problems about irreducible polynomials. The first one is the construction of irreducible polynomials from the composition of an irreducible polynomial with the polynomial $x^n $. This is a particular case of a more general problem about finding irreducible polynomial factorization, when it composes $f(x)$ with another polynomial to which its factorization is complete known. In particular, imposing some conditions on $ q $, $ n $, the order and the degree of the polynomial $f$, we find a procedure, which can be computationally implemented in order to determine explicitly the irreducible factors of this composition $f(x^n)$. In addition, an explicit formula for the number of irreducible factors is determined in the process. This result generalizes the results found in \cite{BGM}, \cite{Mey}, \cite{BGO} and \cite{WYF}.\\ Consequently, in the case when $f (x) = x-1$, the number of irreducible factors of $x^n-1$ is also the number of normal elements of the extension $ \mathbb {F} _ {q^n }$ over $\mathbb {F}_q$.\\ In the second part this these, we restringe our study to irreducible binomials, because there is a classic irreducibility criterion for this type of polynomial. This criterion was explored by Heyman and Shparlinski in \cite {HeSh} to find upper and lower bounds for the total number of binomials over $ \mathbb {F} _q $ with degree $ t\le T $, where $ T $ is large enough. In their work, they also find upper and lower bounds for the total number of irreducible binomials of degree $t$ over the field $ \mathbb {F} _q $ when $ q $ is limited by a constant $ Q $, but we think that this type of estimate is not very interesting because they count objects that are belong fields with different characteristics. Thus, in this second part, we determine formulas, which are asymptotically correct, for the number of irreducible binomials over $ \mathbb {F}_q $ and degree less than $ T $. This formulas substantially improves the result of Heyman and Shparlinski. Also found formulas for upper and lower bounds that are valid for small values of $T$.Seja $\mathbb{F}_{q}$ um corpo finito com $q$ elementos. Neste trabalho serão abordados essencialmente dois tipos de problemas sobre polinômios irredutíveis. O primeiro é a construção de polinômios irredutíveis a partir da composição de um polinômio irredutível com o polinômio $x^n$. Este é um problema particular de um problema mais geral sobre fatoração de polinômios irredutíveis, quando fazemos composição deste com um outro polinômio ao qual conhecemos totalmente sua fatoração. Em particular, neste trabalho, impondo algumas condições sobre $q$, $n$, a ordem e o grau do polinômio $f$, encontramos uma fatoração de $f(x^n)$, que pode ser implementada computacionalmente para determinar explicitamente os fatores irredutíveis desta composição. Além disso, no processo também é determinada uma fórmula explícita do número de fatores irredutíveis. Este resultado generaliza os resultados encontrados em \cite{BGM}, \cite{Mey}, \cite{BGO} e \cite{WYF}. \\ Como consequência, no caso em que $f(x)=x-1$, o número de fatores irredutíveis de $x^n-1$ é também o número de elementos normais da extensão $\mathbb{F}_{q^n}$ sobre $\mathbb{F}_q$.\\ Na segunda parte do trabalho, restringimos nosso foco ao estudo de binômios irredutíveis, pois existe um critério de irredutibilidade clássico para este tipo de polinômio. Este critério foi explorado por Heyman e Shparlinski em \cite{HeSh} para determinar cotas superiores e inferiores para o número total de binômios sobre $\mathbb{F}_q$ de grau limitado por $T$, com $T$ suficientemente grande. No trabalho deles, também são encontradas cotas superior e inferior para o número total de binômios de grau $t$ sobre os corpos $\mathbb{F}_q$ quando $q$ está limitado por uma constante $Q$, mas achamos que este tipo de estimativa não é muito interessante, pois são contados objetos que pertencem a corpos com características distintas. Assim, nesta segunda parte são determinadas fórmulas, que são assintoticamente corretas, para o número de binômios irredutíveis sobre $\mathbb{F}_q$ e de grau menor que $T$, melhorando substancialmente o resultado de Heyman e Shparlinski. Também são encontradas fórmulas para cotas superior e inferior que são válidas para valores pequenos de $T$.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorUniversidade Federal de Minas GeraisBrasilICX - DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAPrograma de Pós-Graduação em MatemáticaUFMGFabio Enrique Brochero Martínezhttp://lattes.cnpq.br/2118422761261421Herivelto Martins Borges FilhoLucas da Silva ReisLuciane Quoos ConteSávio ReisLays Grazielle Cardoso Silva de Jesus2020-05-26T22:17:14Z2020-05-26T22:17:14Z2020-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1843/33551porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMG2020-05-26T22:17:14Zoai:repositorio.ufmg.br:1843/33551Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oairepositorio@ufmg.bropendoar:2020-05-26T22:17:14Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
dc.title.none.fl_str_mv Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
title Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
spellingShingle Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
Lays Grazielle Cardoso Silva de Jesus
Polinômios irredutíveis
Polinômios ciclotômicos
Corpos finitos.
Matemática - Teses
Polinômios
Corpos finitos (Álgebra)
title_short Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
title_full Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
title_fullStr Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
title_full_unstemmed Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
title_sort Polinômios irredutíveis sobre corpos finitos: construção, contagem e estimativas assintóticas
author Lays Grazielle Cardoso Silva de Jesus
author_facet Lays Grazielle Cardoso Silva de Jesus
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Fabio Enrique Brochero Martínez
http://lattes.cnpq.br/2118422761261421
Herivelto Martins Borges Filho
Lucas da Silva Reis
Luciane Quoos Conte
Sávio Reis
dc.contributor.author.fl_str_mv Lays Grazielle Cardoso Silva de Jesus
dc.subject.por.fl_str_mv Polinômios irredutíveis
Polinômios ciclotômicos
Corpos finitos.
Matemática - Teses
Polinômios
Corpos finitos (Álgebra)
topic Polinômios irredutíveis
Polinômios ciclotômicos
Corpos finitos.
Matemática - Teses
Polinômios
Corpos finitos (Álgebra)
description Let $\mathbb {F}_{q} $ be a finite field with $ q $ elements. In this thesis, we focus on two types of problems about irreducible polynomials. The first one is the construction of irreducible polynomials from the composition of an irreducible polynomial with the polynomial $x^n $. This is a particular case of a more general problem about finding irreducible polynomial factorization, when it composes $f(x)$ with another polynomial to which its factorization is complete known. In particular, imposing some conditions on $ q $, $ n $, the order and the degree of the polynomial $f$, we find a procedure, which can be computationally implemented in order to determine explicitly the irreducible factors of this composition $f(x^n)$. In addition, an explicit formula for the number of irreducible factors is determined in the process. This result generalizes the results found in \cite{BGM}, \cite{Mey}, \cite{BGO} and \cite{WYF}.\\ Consequently, in the case when $f (x) = x-1$, the number of irreducible factors of $x^n-1$ is also the number of normal elements of the extension $ \mathbb {F} _ {q^n }$ over $\mathbb {F}_q$.\\ In the second part this these, we restringe our study to irreducible binomials, because there is a classic irreducibility criterion for this type of polynomial. This criterion was explored by Heyman and Shparlinski in \cite {HeSh} to find upper and lower bounds for the total number of binomials over $ \mathbb {F} _q $ with degree $ t\le T $, where $ T $ is large enough. In their work, they also find upper and lower bounds for the total number of irreducible binomials of degree $t$ over the field $ \mathbb {F} _q $ when $ q $ is limited by a constant $ Q $, but we think that this type of estimate is not very interesting because they count objects that are belong fields with different characteristics. Thus, in this second part, we determine formulas, which are asymptotically correct, for the number of irreducible binomials over $ \mathbb {F}_q $ and degree less than $ T $. This formulas substantially improves the result of Heyman and Shparlinski. Also found formulas for upper and lower bounds that are valid for small values of $T$.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-05-26T22:17:14Z
2020-05-26T22:17:14Z
2020-02-28
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1843/33551
url http://hdl.handle.net/1843/33551
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
Brasil
ICX - DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA
Programa de Pós-Graduação em Matemática
UFMG
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
Brasil
ICX - DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA
Programa de Pós-Graduação em Matemática
UFMG
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFMG
instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
instname_str Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron_str UFMG
institution UFMG
reponame_str Repositório Institucional da UFMG
collection Repositório Institucional da UFMG
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@ufmg.br
_version_ 1835272847427108864