Grunvald - Vang teoremasi - Grunwald–Wang theorem - Wikipedia

Yilda algebraik sonlar nazariyasi, Grunvald - Vang teoremasi a mahalliy-global tamoyil ba'zi bir aniq belgilangan holatlar bundan mustasno - bu element x a raqam maydoni K bu nth kuchi K agar u nning kuchi tugatish ${ displaystyle K _ { mathfrak {p}}}$ hamma uchun, lekin juda ko'p sonlar ${ displaystyle { mathfrak {p}}}$ ning K. Masalan, a ratsional raqam a ning kvadrati bo'lsa, ratsional sonning kvadrati p-adad raqam deyarli barcha primeslar uchun p. Grunvald-Vang teoremasi a ga misol mahalliy-global tamoyil.

Tomonidan kiritilgan Vilgelm Grunvald (1933 ), ammo topilgan va tuzatilgan ushbu asl nusxada xatolik yuz berdi Shiangxao Vang (1948 ). Grunvald va Vang tomonidan ko'rib chiqilgan teorema, yuqorida aytib o'tilganlardan ko'ra umumiyroq edi, chunki ular ma'lum mahalliy xususiyatlarga ega tsiklik kengaytmalar mavjudligini va nkuchlar buning natijasidir.

Tarix

Bir necha kundan keyin men birga bo'ldim Artin Vang paydo bo'lganda uning ofisida. Uning so'zlariga ko'ra, uning dalilda ishlatilgan lemmasiga qarshi misol bor edi. Bir-ikki soat o'tgach, u teoremaning o'ziga qarshi misol keltirdi ... Albatta, u [Artin] hammamiz, talabalar singari, taniqli teoremaning ikkita nashr etilgan dalilga ega ekanligidan hayratda qoldi, biz ulardan birini eshitgan edik. hech narsa sezmagan holda seminar, noto'g'ri bo'lishi mumkin.

Jon Teyt, tomonidan keltirilgan Piter Roket (2005, p.30)

Grunvald (1933), talabasi Helmut Hasse, raqamlar sohasidagi element an nagar u kuch bo'lsa nmahalliy hokimiyat deyarli hamma joyda. Jorj Uaplz (1942 ) ushbu noto'g'ri bayonotning yana bir noto'g'ri dalilini keltirdi. Ammo Vang (1948) quyidagi qarshi misolni topdi: 16 - a p- barcha toq sonlar uchun odatiy 8-quvvat p, lekin oqilona yoki 2-adic 8-quvvat emas. Doktorlik dissertatsiyasida Vang (1950) ostida yozilgan Emil Artin, Vang Grunvaldning fikri to'g'ri kelmaganligini va buni amalga oshirganligini kamdan kam uchraydigan holatlarni tavsiflab berdi. Ushbu natija Grunvald-Vang teoremasi deb nomlanadi. Vangning qarshi namunasi tarixi muhokama qilinadi Piter Roket (2005, 5.3-bo'lim)

Vangning qarshi misoli

Grunvaldning asl da'vosi, bu element nth kuch deyarli hamma joyda mahalliy nglobal miqyosdagi quvvat ikki xil yo'l bilan ishlamay qolishi mumkin: element an bo'lishi mumkin nth kuch deyarli hamma joyda mahalliy, lekin hamma joyda ham mahalliy emas, yoki u bo'lishi mumkin nhamma joyda mahalliy, ammo global miqyosda emas.

An bo'lgan element nth kuch deyarli hamma joyda mahalliy, lekin hamma joyda emas

Ratsionalizatsiyadagi 16-element 2-dan tashqari hamma joylarda 8-chi kuchdir, ammo 2-adik sonlarda 8-chi kuch emas.

16-ning 2-adik 8-darajali kuch emasligi va shuning uchun 8-darajali kuch emasligi aniq, chunki 16-ning 2-adic bahosi 4 ga teng, bu 8 ga bo'linmaydi.

Umuman olganda, 16 - bu sohadagi 8-quvvat K agar va faqat polinom bo'lsa ${ displaystyle X ^ {8} -16}$ ning ildizi bor K. Yozing

{ displaystyle X ^ {8} -16 = (X ^ {4} -4) (X ^ {4} +4) = (X ^ {2} -2) (X ^ {2} +2) (X ^ {2} -2X + 2) (X ^ {2} + 2X + 2).}

Shunday qilib, 16 - 8-chi kuch K agar faqat 2, −2 yoki in1 kvadrat ichida bo'lsa K. Ruxsat bering p har qanday g'alati bosh bo'lish. Ning multiplikativligidan kelib chiqadi Legendre belgisi $ 2, -2 $ yoki $ -1 $ kvadrat modul p. Shunday qilib, tomonidan Gensel lemmasi, 2, −2 yoki -1 - bu kvadrat ${ displaystyle mathbb {Q} _ {p}}$ .

An bo'lgan element nhamma joyda mahalliy, ammo global miqyosda emas

16 - bu 8-chi kuch emas ${ displaystyle mathbb {Q} ({ sqrt {7}})}$ garchi u hamma joyda mahalliy 8-quvvat bo'lsa ham (ya'ni. ichida) ${ displaystyle mathbb {Q} _ {p} ({ sqrt {7}})}$ Barcha uchun p). Bu yuqoridagi va tenglikdan kelib chiqadi ${ displaystyle mathbb {Q} _ {2} ({ sqrt {7}}) = mathbb {Q} _ {2} ({ sqrt {-1}})}$ .

Vangning qarshi namunasining natijasi

Vangning qarama-qarshi namunasi quyidagi qiziqarli natijalarga olib keladi: har doim ham sonli berilgan asosiy joylar belgilangan tarzda bo'linadigan sonli maydon darajasining tsiklik Galois kengaytmasini har doim ham topish mumkin emas:

8-darajali kengaytma mavjud emas ${ displaystyle K / mathbb {Q}}$ unda asosiy 2 butunlay inert (ya'ni, shunday) ${ displaystyle K_ {2} / mathbb {Q} _ {2}}$ 8-darajali rasmiylashtirilmagan).

Maxsus joylar

Har qanday kishi uchun ${ displaystyle s geq 2}$ ruxsat bering

{ displaystyle eta _ {s}: = exp left ({ frac {2 pi i} {2 ^ {s}}} right) + exp left (- { frac {2 pi) i} {2 ^ {s}}} o'ng) = 2 cos chap ({ frac {2 pi} {2 ^ {s}}} o'ng).}

E'tibor bering ${ displaystyle 2 ^ {s}}$ th siklotomik maydon bu

{ displaystyle mathbb {Q} _ {2 ^ {s}} = mathbb {Q} (i, eta _ {s}).}

Maydon deyiladi maxsus agar u o'z ichiga olgan bo'lsa ${ displaystyle eta _ {s}}$ , lekin ikkalasi ham ${ displaystyle i}$ , ${ displaystyle eta _ {s + 1}}$ na ${ displaystyle i eta _ {s + 1}}$ .

Teorema bayoni

Raqam maydonini ko'rib chiqing K va tabiiy son n. Ruxsat bering S sonlarining sonli (ehtimol bo'sh) to'plamlari bo'ling K va qo'ying

{ displaystyle K (n, S): = {x in K mid x in K _ { mathfrak {p}} ^ {n} mathrm { for all } { mathfrak {p}} not in S }.}

Grunvald-Vang teoremasi buni aytadi

{ displaystyle K (n, S) = K ^ {n}}

agar biz maxsus ish quyidagi ikkita shart bajarilganda sodir bo'ladi:

${ displaystyle K}$ bu s- maxsus bilan ${ displaystyle s}$ shu kabi ${ displaystyle 2 ^ {s + 1}}$ ajratadi n.
${ displaystyle S}$ o'z ichiga oladi maxsus to'plam ${ displaystyle S_ {0}}$ o'sha (albatta 2-adic) tub sonlardan iborat ${ displaystyle { mathfrak {p}}}$ shu kabi ${ displaystyle K _ { mathfrak {p}}}$ bu s- maxsus.

Maxsus holatda Hasse printsipining ishlamay qolishi 2-tartibli sonli: ning yadrosi

{ displaystyle K ^ { times} / K ^ { times n} to prod _ {{ mathfrak {p}} not in S} K _ { mathfrak {p}} ^ { times} / K _ { mathfrak {p}} ^ { times n}}

bu Z/2Zelementi tomonidan hosil qilinganⁿ
_s+1.

Vangning qarshi misoli haqida tushuntirish

Ratsional sonlar maydoni ${ displaystyle K = mathbb {Q}}$ 2-maxsus, chunki u o'z ichiga oladi ${ displaystyle eta _ {2} = 0}$ , lekin ikkalasi ham ${ displaystyle i}$ , ${ displaystyle eta _ {3} = { sqrt {2}}}$ na ${ displaystyle i eta _ {3} = { sqrt {-2}}}$ . Maxsus to'plam ${ displaystyle S_ {0} = {2 }}$ . Shunday qilib, Grunvald-Vang teoremasidagi maxsus holat qachon sodir bo'ladi n 8 ga bo'linadi va S o'z ichiga oladi 2. Bu Vangning qarshi misolini tushuntiradi va uning minimal ekanligini ko'rsatadi. Bundan tashqari, elementi ${ displaystyle mathbb {Q}}$ bu nagar u a bo'lsa, kuch p-adik nhamma uchun kuch p.

Maydon ${ displaystyle K = mathbb {Q} ({ sqrt {7}})}$ 2-maxsus ham, lekin bilan ${ displaystyle S_ {0} = emptyset}$ . Bu yuqoridagi boshqa qarshi misolni tushuntiradi.^[1]