Кіріспе
Алгебралық сандар өрісінің бүтін сандар сақинасының өлшемін өлшеуіш математикада алгебралық сандар өрісінің дискриминанты - бұл, еркін айтқанда, алгебралық сандар өрісінің (тұтас сандар сақинасының) өлшемін өлшейтін сандық инвариант. Нақтырақ айтқанда, ол бүтін сандар сақинасының негізгі доменінің шаршы көлеміне пропорционалды және ол қандай алғашқы сандардың бұтақталуын реттейді. Дискриминант сандық өрістің ең негізгі инварианттарының бірі болып табылады және бірнеше маңызды аналитикалық формулаларда кездеседі, мысалы, K-дің Дедекинд zeta функциясының функционалдық теңдеуі және K-дің аналитикалық сыныптық сандық формуласы. Гермит теоремасы шектелген дискриминанттың сандық өрістері шекті түрде көп екенін айтады, алайда бұл шаманы анықтау әлі де ашық мәселе болып табылады және қазіргі зерттеулердің тақырыбы. K-ның дискриминантын K-ның абсолютті дискриминанты деп атауға болады, оны сандық өрістердің K/L кеңейтуінің салыстырмалы дискриминантынан ажырату үшін. Соңғысы L-дің бүтін сандар сағасындағы идеал болып табылады және абсолютті дискриминант сияқты ол K/L-де қандай алғашқы сандар тармақталғандығын көрсетеді. Бұл абсолютті дискриминанттың жалпылауы, бұл L-нің Q-дан үлкен болуына мүмкіндік береді; шын мәнінде, L = Q болғанда, K / Q салыстырмалы дискриминанты - Z-нің абсолютті дискриминантымен құрылған Z-нің негізгі идеалы.
In mathematics, the discriminant of an algebraic number field is a numerical invariant that, loosely speaking, measures the size of the (ring of integers of the) algebraic number field. More specifically, it is proportional to the squared volume of the fundamental domain of the ring of integers, and it regulates which primes are ramified. The discriminant is one of the most basic invariants of a number field, and occurs in several important analytic formulas such as the functional equation of the Dedekind zeta function of K, and the analytic class number formula for K. A theorem of Hermite states that there are only finitely many number fields of bounded discriminant, however determining this quantity is still an open problem, and the subject of current research. The discriminant of K can be referred to as the absolute discriminant of K to distinguish it from the relative discriminant of an extension K/L of number fields. The latter is an ideal in the ring of integers of L, and like the absolute discriminant it indicates which primes are ramified in K/L. It is a generalization of the absolute discriminant allowing for L to be bigger than Q; in fact, when L = Q, the relative discriminant of K/Q is the principal ideal of Z generated by the absolute discriminant of K.
Анықтама
K алгебралық сандар өрісі болсын, ал OK оның бүтін сандар шеңбері болсын. b1, , bn OK интегралды негізі (яғни Z модулі ретінде негіз) болсын, ал {σ1, , σn} K-нің кешенді сандарға енуінің жиынтығы болсын (яғни инъективті сақиналы гомоморфизмдер K → C). K-ның дискриминанты - n есе n матрицасы B-нің детерминантының квадраты, оның (i,j) ені σi(bj). Символикалық түрде, K-ден Q-ға дейінгі ізді қолдануға болады. Нақтырақ айтқанда, іздік форманы (i,j) жазуы TrK/Q(bibj болатын матрица деп анықтаңыз. Бұл матрица BTB тең, сондықтан K дискриминантының квадраты осы матрицаның детерминанты. Интегралдық негізі b1, bn бар K-дағы реттіктің дискриминанты да дәл осылай анықталады.
Equivalently, the trace from K to Q can be used. Specifically, define the trace form to be the matrix whose (i,j) entry is
TrK/Q(bibj). This matrix equals BTB, so the square of the discriminant of K is the determinant of this matrix. The discriminant of an order in K with integral basis b1, , bn is defined in the same way.
Тарих
Жалпы алгебралық сандар өрісінің дискриминантының анықтамасын Дедекинд 1871 жылы берді. Гермит теоремасы дискриминанттың жалпы анықтамасынан бұрын, 1857 жылы Чарльз Гермит оның дәлелін жариялаған. 1877 жылы Александр фон Брилл дискриминанттың белгісін анықтады. Леопольд Кронекер Минковский теоремасын алғаш рет 1882 жылы айтқан, бірақ алғашқы дәлелді Герман Минковский 1891 жылы берген. Сол жылы Минковский дискриминант туралы зерттеуін жариялады. XIX ғасырдың аяғында Людвиг Стикльбергер төртінші модульді дискриминанттың қалдық туралы теоремасын тапты.
Қатынас дискриминанты
Жоғарыда анықталған дискриминантты кейде К-тің абсолютті дискриминанты деп атайды, оны сандық өрістердің K/L кеңейтуінің салыстырмалы дискриминанты ΔK/L-ден ажырату үшін, ол OL-де идеал болып табылады. Салыстырмалы дискриминант абсолютті дискриминантқа ұқсас түрде анықталады, бірақ OL-дегі идеалдар негізгі болмауы мүмкін екенін және OK-ның OL негізі болмауы мүмкін екенін ескеру керек. {σ1, , σn} - K-нің C-ге енуінің жиынтығы болсын, олар L-дегі сәйкестік. Егер b1, , bn - K-нің L-ге кез келген негізі болса, d(b1, , bn) - n by n матрицасының детерминантының квадраты болсын, оның (i,j) ені σi(bj). Содан кейін К/Л-дің салыстырмалы дискриминанты d ((b1, bn) арқылы қалыптасқан идеал болып табылады, өйткені {b1, bn} К/Л-дің барлық интегралды негіздері бойынша өзгеріп отырады. (яғни барлық i үшін bi ∈ OK қасиеттері бар негіздер) Яғни, K/L салыстырмалы дискриминанты K/L-дің айырмашылығының нормасы болып табылады. L = Q болғанда, салыстырмалы дискриминант ΔK/Q абсолютті дискриминант ΔK-дан алынған Z-нің негізгі идеалы болып табылады.
where denotes relative norm.
Жаңғақ
Салыстырмалы дискриминант K/L өрісінің тармақталу деректерін реттейді. L-дің бірінші идеалы p егер және тек қана егер ол ΔK/L салыстырмалы дискриминантын бөлсе, K-ге бұтақталады. Егер дискриминант бірлік идеалы болса, онда және тек қана онда кеңейту тармақталмаған. Өрістер мұнарасындағы салыстырмалы дискриминанттардың арақатынасы тамыр дискриминантының тармақталмаған кеңейтуде өзгермейтінін көрсетеді.
Асимптотикалық жоғарғы шектер
Екінші жағынан, шексіз сыныптық өріс мұнарасының болуы α (((ρ, σ) мәндеріне жоғарғы шектер бере алады. Мысалы, Q үстіне шексіз сыныптық өріс мұнарасы m = 3·5·7·11·19 арқылы тамыры дискриминанты 2 ≈ 296.276 болатын кездейсоқ үлкен дәрежедегі өрістерді береді.
Басқа мөлшерлерге қатынасы
ОК-ның негізгі өрісінің көлемі (кейде басқа өлшем қолданылады және алынған көлем , мұндағы r2 - K-ның күрделі орындарының саны) Бұл томда пайда болғандықтан, дискриминант сонымен қатар K-дің Дедекинд zeta функциясының функционалдық теңдеуінде, сондықтан аналитикалық сынып саны формуласында және Брауер-Сигель теоремасында пайда болады. К/Л-дің салыстырмалы дискриминанты - К/Л-дің Галуа тобының тұрақты көрінісінің Артин өткізгіші. Бұл K/L Галуа тобының Артин өткізгіштерінің белгілеріне қатынас жасайды, оны өткізгіш дискриминант формуласы деп атайды.