A STUDY GUIDE
FOR BEGINNERS
John A. Beachy
Northern Illinois University
2006
,2
This is a supplement to
Abstract Algebra, Third Edition
by John A. Beachy and William D. Blair
ISBN 1–57766–434–4, Copyright 2005
Waveland Press, Inc.
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Long Grove, Illinois 60047
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c 2000, 2006 by John A. Beachy
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Formatted March 1, 2010, at which time the original was available at:
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,Contents
PREFACE 5
1 INTEGERS 7
1.1 Divisors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2 Primes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.3 Congruences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.4 Integers Modulo n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Review problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2 FUNCTIONS 17
2.1 Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Equivalence Relations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3 Permutations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Review problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3 GROUPS 27
3.1 Definition of a Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.2 Subgroups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.3 Constructing Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.4 Isomorphisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.5 Cyclic Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.6 Permutation Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.7 Homomorphisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.8 Cosets, Normal Subgroups, and Factor Groups . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Review problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4 POLYNOMIALS 53
4.1 Fields; Roots of Polynomials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2 Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.3 Existence of Roots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.4 Polynomials over Z, Q, R, and C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Review problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3
, 4 CONTENTS
5 COMMUTATIVE RINGS 63
5.1 Commutative rings; Integral Domains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.2 Ring Homomorphisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.3 Ideals and Factor Rings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.4 Quotient Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Review problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
6 FIELDS 71
Review problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
SOLUTIONS 71
1 Integers 73
2 Functions 91
3 Groups 103
4 Polynomials 137
5 Commutative Rings 151
6 Fields 163
BIBLIOGRAPHY 166