Кіріспе

Математикалық формула. Сандар теориясында, сынып саны формуласы сандар денесінің маңызды инварианттарын оның Дедекинд зета-функциясының нақты мәнімен байланыстырады.

Дәлел

Сынып саны формуласының дәлелдеу идеясы K = Q(i) болғанда ең оңай көрінеді. Бұл жағдайда K-дегі бүтін сандар сақинасы Гаусс бүтін сандары болып табылады. Элементарлық амалдар көрсеткендей, Дедекинд зетта функциясының s = 1 нүктесіндегі қалдығы – Дедекинд зетта функциясының Дирихле қатар түріндегі коэффициенттерінің орташа мәніне тең. Дирихле қатарының n-ші коэффициенті, негізінен, n санын теріс емес бүтін сандардың екі квадратының қосындысы ретінде көрсету мүмкіндіктерінің саны болып табылады. Сондықтан, Дедекинд зетта функциясының s = 1 нүктесіндегі қалдығын есептеу үшін орташа көрсету санын есептеу жеткілікті. Гаусс шеңберінің проблемасы туралы мақалада айтылғандай, бұл бастапқы нүктеде орталанған ширек шеңбердің ішіндегі тор нүктелерінің санын жуықтау арқылы есептелуі мүмкін, соның нәтижесінде қалдық π-нің төрттен бір бөлігіне тең екені анықталады. K кез келген жорамал квадраттық сан өрісі болғанда дәлелдеу өте ұқсас. Жалпы жағдайда, Дирихле бірлік теоремасы бойынша, K бүтін сандарының сақинасындағы бірліктер тобы шексіз. Дегенмен, классикалық нақты және комплекс кіріктіру теориясын қолдану арқылы қалдықты есептеуді тор нүктелерін санау мәселесіне келтіруге болады, ал дәлелді аяқтау үшін аймақтағы тор нүктелерінің санын аймақтың көлемімен жуықтауға болады.

Рационалдардың абельдік кеңейтулері

Бұл жоғарыда айтылған жағдай, онда Gal(K/Q) абельдік топ болып табылады, және барлық ρ-лар белгілі бір модуль f арқылы (өткізгіш деп аталады) класстық өріс теориясы бойынша Дирихлеттік сипаттамалармен алмастырылуы мүмкін. Сондықтан, барлық L(1) мәндері Дирихлеттік L-функциялары үшін пайда болады, олар үшін логарифмдерді қамтитын классикалық формула бар. Кронкер-Вебер теоремасы бойынша, аналитикалық сынып саны формуласына қажетті барлық мәндер циклотомиялық өрістерді қарастырғанда-ақ пайда болады. Бұл жағдайда, Куммер көрсеткендей, тағы бір формулировка мүмкін. Реттегіш, циклотомиялық өрістің бірліктерінің логарифмдеріне бөлінген "логарифмдік кеңістіктегі" көлемнің есептелуі, L(1) шамаларымен, циклотомиялық бірліктердің логарифмдері ретінде танылатын шамаларға теңестірілуі мүмкін. Соның нәтижесінде, сынып саны бірліктер тобындағы циклотомиялық бірліктердің индексімен анықталады деген формулалар туындайды. Ивасава теориясында бұл идеялар Стикельбергер теоремасымен одан әрі біріктіріледі.