Кіріспе

Абельдік түрлердің арифметикасы – математикада абельдік түрлердің немесе абельдік түрлер отбасының сан теориясын зерттеу саласы. Ол Пьер де Ферматтың қазір эллиптік қисықтар деп танылатын зерттеулеріне бастау алады; және нәтижелер мен болжамдар тұрғысынан арифметикалық геометрияның маңызды саласына айналды. Мұндай мәселелердің көпшілігі Абельдік түр A үшін сандық өріс K бойынша қойылуы мүмкін; немесе одан да жалпы, глобалды өрістер үшін немесе шекті түрде құрылған сақиналар мен өрістер үшін де қарастырылуы мүмкін.

Абельдік сорттардағы бүтін сандар

Мұнда ұғымдар арасында белгілі бір керіспір бар: бүтін нүкте бір жағынан аффиндік геометрияға жатады, ал абелдік сан түрлілігі проективтік геометрияда анықталған. Негізгі нәтижелер, мысалы, Сигельдің бүтін нүктелер туралы теоремасы, диофанттық жуықтау теориясынан туындайды.

Абельдік сорттардағы рационалды нүктелер

Негізгі нәтиже, Диофантикалық геометриядағы Морделл-Вейл теоремасы, A (K) нүктелер тобы, A қисығының K-үстіндегі нүктелер тобы, шекті түрде туындаған абельдік топ болып табылады. Оның мүмкін болатын бұрылыс кіші топтары туралы көптеген мәліметтер белгілі, әсіресе A эллипстік қисық болғанда. Рангы мәселесі L-функцияларымен байланысты деп саналады (төменде қараңыз). Бұл жердегі торсор теориясы Селмер тобы мен Тате-Шафаревич тобына алып келеді, соңғысы (болжам бойынша шекті) зерттеуге өте қиын.

Биіктігі

Биіктік теориясы абелдік түрлердің арифметикасында маңызды рөл атқарады. Мысалы, каноникалық Нерон-Тейт биіктігі – Бірч және Суиннертон-Дайер болжамының тұжырымында кездесетін ерекше қасиеттері бар квадраттық форма.

Қалқымды азайту модулі

Абельдік түрлендіру A-ны K (бүтін сандар) сақинасының бірінші идеалы, яғни p жай саны бойынша қысқарту арқылы шекті өріс үстінде Aₚ абельдік түрлендіруін алу, дерлік барлық p үшін мүмкін. Реттеу кезінде жекеше нүктелер пайда болып дегенерацияланатын "жаман" жай сандар өте қызықты ақпаратты ашады. Сандар теориясында жиі болатындай, "жаман" жай сандар теорияда маңызды рөл атқарады. Мұнда p модулі бойынша қысқартуға (факторлық) оң жақтан қосылған теория – Néron моделі – кейде қажет болып табылады. Эллипстік қисық жағдайында Джон Тейттің сипаттамасы бар алгоритм бар.

L-функциялары

Абельдік түрлер, мысалы Ap үшін, жергілікті зетта функциясының анықтамасы бар. A үшін L функциясын алу үшін, мұндай жергілікті функциялардың сәйкес Эйлер көбейтіндісі алынады; "нашар" жай сандар үшін шектеулі факторлардың санын түсіну үшін A-ның Тейт модуліне, ол H1(A) этальдік когомология тобының (қос) тобы, және Галуа тобының оған әсеріне жүгіну керек. Осылайша, A үшін Хассе-Вейль L функциясының дұрыс анықтамасы беріледі. Оның қасиеттері, мысалы, функционалдық теңдеу, көбінесе болжамды күйде – Танияма-Шимура болжамы (2001 жылы дәлелденген) осының ерекше жағдайы ғана болды, сондықтан мұндай жағдайды күтуге болады. Берч пен Суиннертон-Дайердің болжамы осы L функциясымен байланысты қойылады. Бұл L(s) L функциясының s-тің бүтін мәндеріндегі мәндері туралы жалпы теорияның аса қызықты бір бөлігі және оны қолдайтын көптеген эмпирикалық деректер бар.

Күрделі көбейту

Карл Фридрих Гаусс (лемниската функциясының жағдайын білген) заманынан бері, қосымша автоморфизмдері және жалпы алғанда эндоморфизмдері бар абельдік сорттардың ерекше рөлі белгілі болды. Сақина тұрғысынан қарағанда, CM типіндегі абельдік сорттардың анықтамасы бар, ол ең бай класты бөліп көрсетеді. Бұл олардың арифметикалық ерекшелігін көрсетеді. Бұл олардың L-функцияларында өте жақсы жағдайда көрінеді – қажетті гармоникалық талдау тек Понтрягин дуалдығының типін қамтиды, жалпы автоморфты өкілдіктер қажет емес. Бұл олардың Тейт модульдерін Галуа модульдері ретінде жақсы түсінуін көрсетеді. Сонымен қатар, бұл оларды болжамдық алгебралық геометрия (Ходж болжамы және Тейт болжамы) тұрғысынан қарастыруды қиындатады. Осы мәселелерде ерекше жағдай жалпы жағдайға қарағанда қиынрақ. Эллипстік қисықтар жағдайында Кронэкер Югентраум – Леопольд Кронэкер ұсынған бағдарлама, ол CM типіндегі эллипстік қисықтарды пайдаланып, жорамал квадраттық өрістер үшін класс өрісі теориясын нақты түрде жасауға бағытталған, дәл сол сияқты, біртінделік түбірлері рационал сандар өрісі үшін осыны жасауға мүмкіндік береді. Бұл жалпыланады, бірақ белгілі бір мағынада нақты ақпаратты жоғалтады (бірнеше күрделі айнымалыларға тән).

Манин-Мамфорд болжамы

Юрий Манин мен Дэвид Мамфордтың Манин–Мамфорд болжамын Мишель Рейно дәлелдеген. Бұл болжамға сәйкес, Якобиандық әртүрлілігі J-дегі C қисығында тек шекті санда ғана шекті ретті (бұрылыс нүктесі) нүктелер болуы мүмкін, егер C = J болмаса. Одан да жалпы нұсқалары бар, мысалы Богомолов болжамы, ол бұл мәлімдемені бұрылыс емес нүктелерге де қатысты кеңейтеді.