Введение
Измеряет размер кольца целых чисел алгебраического поля Чисел В математике дискриминант алгебраического поля чисел - это числовая инвариантка, которая, свободно говоря, измеряет размер (кольца целых чисел) алгебраического поля чисел. Более конкретно, он пропорционален квадрату объема фундаментального домена кольца целых чисел и регулирует, какие простые числа разветвлены. Дискриминант является одним из самых основных инвариантов числового поля и встречается в нескольких важных аналитических формулах, таких как функциональное уравнение дедекиндовой зеттовой функции K и аналитическая формула числа класса для K. Теорема Гермита гласит, что существует только конечно много числовых полей ограниченного дискриминанта, однако определение этой величины все еще является открытой проблемой и предметом текущих исследований. Дискриминант K можно назвать абсолютным дискриминантом K, чтобы отличить его от относительного дискриминанта расширения K/L числовых полей. Последний является идеалом в кольце целых чисел L и, как и абсолютный дискриминант, указывает, какие простые числа разветвлены в K/L. Это обобщение абсолютного дискриминанта, позволяющее L быть больше Q; фактически, когда L = Q, относительный дискриминант K/Q является основным идеалом Z, генерируемым абсолютным дискриминантом K.
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.
Определение
Пусть K будет алгебраическим числовым полем, а OK - кольцом целых чисел. Пусть b1, , bn является интегральным основанием ОК (т. е. основанием в качестве модуля Z), и пусть {σ1, , σn} является множеством встраиваний K в комплексные числа (т. е. инъективные кольцевые гомоморфизмы K → C). Символически, эквивалентно, можно использовать след от K до Q. В частности, определите форму следа как матрицу, в которой (i, j) запись TrK/Q ((bibj). Эта матрица равна BTB, так что квадрат дискриминанта K является детерминантой этой матрицы. Дискриминант порядка в K с интегральным основанием b1, bn определяется таким же образом.
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.
История
Определение дискриминанта общего алгебраического поля чисел, K, было дано Дедекиндом в 1871 году. Теорема Эрмита предшествует общему определению дискриминанты, а Чарльз Эрмит опубликовал доказательство этого в 1857 году. В 1877 году Александр фон Брилл определил знак дискриминанта. Леопольд Кронекер впервые заявил теорему Минковского в 1882 году, хотя первое доказательство было дано Германном Минковским в 1891 году. В том же году Минковский опубликовал свою работу о дискриминанте. Ближе к концу девятнадцатого века Людвиг Стикльбергер получил свою теорему о остатке дискриминанта модуля четыре.
Относительный дискриминант
Дискриминанту, определенному выше, иногда называют абсолютным дискриминантом K, чтобы отличить его от относительного дискриминанта ΔK/L расширения числовых полей K/L, который является идеалом в ОЛ. Относительный дискриминант определяется аналогично абсолютному дискриминанту, но должен учитывать, что идеалы в ОЛ могут не быть основными и что не может быть основы ОЛ ОК. Пусть {σ1, , σn} представляет собой множество встраиваний K в C, которые являются тождественными на L. Если b1, , bn является любой основой K над L, пусть d(b1, , bn) является квадратом детерминанты матрицы n на n, вход которой (i,j) - σi(bj). Тогда относительный дискриминант K/L является идеалом, полученным d(b1, , bn), поскольку {b1, , bn} варьируется по всем интегральным основаниям K/L. (т.е. основания с свойством, что bi ∈ OK для всех i.) В качестве альтернативы относительная дискриминанта K/L является нормой различного K/L. Когда L = Q, относительный дискриминант ΔK/Q является главным идеалом Z, полученным абсолютным дискриминантом ΔK В башне полей K/L/F относительные дискриминанты связаны где обозначает относительную норму.
where denotes relative norm.
Разделение
Относительный дискриминант регулирует данные разветвления расширения поля K/L. Первичный идеал p L разветвляется в K, если и только если он делит относительный дискриминант ΔK/L. Расширение неразветвлено, если и только если дискриминант является идеалом единицы. Отношение между относительными дискриминантами в башне полей показывает, что корневой дискриминант не меняется в неразветвленном расширении.
Асимптотические верхние границы
С другой стороны, существование бесконечной башни поля класса может дать верхние границы значений α (((ρ, σ). Например, бесконечная башня поля класса над Q с m = 3·5·7·11·19 производит поля произвольно большой степени с корневым дискриминантом 2 ≈ 296.276,
Отношение к другим количествам
При встраивании в , объем фундаментальной области ОК (иногда используется другая мера и получается объем , где r2 - число комплексных мест K). Из-за своего появления в этом томе, дискриминант также появляется в функциональном уравнении дедекиндовой функции zeta K, а следовательно, в аналитической формуле числа класса и теореме Брауера-Сигеля. Относительным дискриминантом К/Л является артинский проводник регулярного представления группы Галуа К/Л. Это обеспечивает связь с Артинскими проводниками символов группы Галуа К/Л, называемой формулой дискриминанта проводника.