设q是一个素数的幂次方,n >1是一个整数,并且 n 与q 互素,即gcd(n, q) = 1.设q在群中的阶为r,即
,设是一个含有个元素的有限域,是的子域,即
再设是中的一个n阶元素,实际上,如果是的一个本原元,则
就是中的一个n阶元素设在上的极小多项式为
因为q在群中阶为r,所以定理3.19和定理 3.20 知,
,并且
是
的r个互不相同的根。不难看出,
是在上的一组基。事实上,假设
线性相关,则一定存在不全为零的
,使得则
并且
.由于
, 这与
是上的以为根并且次数最低的多项式相矛盾,所以
一定线性无关,另外,根据定理4.4知,是上的一个维向量空间。因此,
一定是在上的一组基。由于可以看成是,上的一个维向量空间,并且
是在上的一组基,所以中的任意一个元素都可以唯一地表示为
的一个线性组合.对于
,设其中
. 于是,与
中的列向量
之间就确定了一一对应的关系
设是一个正整数,并且
.令显然,是上的一个
阶的矩阵。当然,我们也可以将看成是上的一个
阶的矩阵,一般而言,
. 故
中所有满足
的向量
构成
的一个线性子空间.