🎊Gröbner basis
2023-7-26
| 2023-7-26
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🐽
简单学一下,学的晕头转向,笨蛋是这样的……学不明白真滴学不明白
 

😶‍🌫️Gröbner basis

✔️定义

对于一个多项式环,Gröbner basis是该环中的一组多项式。通过这组多项式,可以生成一个理想,即由这组多项式的所有线性组合构成的集合。这个理想包含了原始多项式环中的所有多项式,并且满足一些特定的性质。
 
给定一个多项式环,Gröbner basis是该环中的一组多项式,满足以下性质:
  1. 生成理想:Gröbner basis生成一个理想,即该理想中的任何多项式都可以通过Gröbner basis中的多项式进行有限步操作得到。
  1. 标准形式:对于Gröbner basis中的每个多项式,其在该理想中的标准形式(即最高次项系数为1)也属于Gröbner basis。
具体而言
设F = {f1, ..., fn}是一个多项式环R = k[x1, ..., xn]上的多项式集合,其中k是一个域。对于由F生成的理想,Gröbner基是一个集合G = {g1, ..., gm},满足以下条件:
  1. 由G生成的理想与由F生成的理想相同,即Ideal(G) = Ideal(F)。
  1. 对于F中的任意多项式f,存在G中的多项式g,使得g的首项式能整除f的首项式。
第二个条件被称为“约化性质”,它确保了任何F中的多项式都可以通过反复减去G中的多项式的倍数来约化为零。

主要应用

用于解多项式方程,计算多项式最大公因子,进行多项式除法带余数,以及解多项式方程组

😣我的理解

生成的理想:多个多项的线性组合
Gröbner基是基于原来多项式集合F上拓展的更多的多项式的集合G,满足特定性质(对于F中的任意多项式f,存在G中的多项式g,使得g的首项式能整除f的首项式),便于复杂多项式的化简
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👻 应用

多元多项式方程组

求解F,转化为求解G
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Hilbert's Nullstellensatz

多元多项式方程组无解的情况
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定理

先了解一个概念:standard monomial为不在首项生成的理想里面的单项式。
 
代数基本定理:
多元多项式方程组解的个数  等于standard monomial的个数。
 
例子
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🤗 crypto

DASCTF 2023 & 0X401七月暑期挑战赛ezAlgebra
题目
 
利用groebner_basis()求解
 

📎 参考文章

 
日常学习
格密码3-格中计算困难性问题1格密码1
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