กลุ่มการแตกแขนง
ในทฤษฎีจำนวนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทฤษฎีฟิลด์ชั้นท้องถิ่น กลุ่มการแตกแขนง ( ramification groups)คือการกรอง (filtration)ของกลุ่มกาโลอิส (Galois group)ของ ส่วนขยาย ฟิลด์ท้องถิ่นซึ่งให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับ ปรากฏการณ์ การแตกแขนงของส่วนขยายนั้น
ทฤษฎีผลพวงของการประเมินค่า
ในทางคณิตศาสตร์ทฤษฎีการแตกแขนงของการประเมินค่าศึกษาเซตของการขยายค่าvของฟิลด์KไปยังการขยายLของKเป็นการสรุปทั่วไปของทฤษฎีการแตกแขนงของโดเมนเดเดคินด์[ 1 ] [ 2 ]
โครงสร้างของเซตส่วนขยายจะเข้าใจได้ดีขึ้นเมื่อL / Kเป็นกาโลอิส
กลุ่มการสลายตัวและกลุ่มความเฉื่อย
ให้ ( K , v ) เป็นฟิลด์ที่มีค่าและให้Lเป็นส่วนขยายกาโลอิสจำกัดของKให้Sv เซตของชั้นสมมูลของส่วนขยายของvไปยังLและให้Gเป็นกลุ่มกาโลอิสของLเหนือKแล้วGกระทำต่อSvโดย σ[ w ] = [ w ∘ σ (กล่าวคือwเป็นตัวแทนของชั้นสมมูล [ w ] ∈ Svและ [ w ] ถูกส่งไปยังชั้นสมมูลของการประกอบของwกับออโตมอร์ฟิซึมσ : L → L ; ซึ่งเป็นอิสระจากการเลือกwใน [ w ]) ในความเป็นจริง กระทำนี้เป็นแบบทรานซิทีฟ
เมื่อกำหนดส่วนขยายwของvไปยังL ที่แน่นอน กลุ่มการแยกส่วนของwคือกลุ่มย่อยเสถียรG ของ [ w ] กล่าวคือ เป็นกลุ่มย่อยของGที่ประกอบด้วยองค์ประกอบทั้งหมดที่กำหนดชั้นสมมูล [ w ] ∈ S
ให้m แทนอุดมคติสูงสุดของwภายในวงแหวนการประเมินค่าR ของwกลุ่มความเฉื่อยของwคือกลุ่มย่อยI ของG ซึ่งประกอบด้วยสมาชิกσโดยที่ σ x ≡ x (mod m ) สำหรับทุกxในR กล่าวอีกนัยหนึ่งI ประกอบด้วยสมาชิกของกลุ่มการแยกส่วนที่กระทำอย่างไม่สำคัญต่อฟิลด์เศษเหลือของwมันเป็น กลุ่ม ย่อยปกติของG
ดัชนีการแตกแขนงที่ลดลงe ( w / v ) ไม่ขึ้นอยู่กับwและใช้สัญลักษณ์e ( v ) เช่นเดียวกันระดับสัมพัทธ์f ( w / v ) ก็ไม่ขึ้นอยู่กับwและใช้สัญลักษณ์f ( v )
กลุ่มแตกแขนงที่มีหมายเลขต่ำกว่า
กลุ่มการแตกแขนง (Ramification groups) เป็นการพัฒนาต่อยอดจากกลุ่มกาลัว (Galois group) ของจำกัดส่วนขยายกาโลอิสของฟิลด์ท้องถิ่นเราจะเขียนสำหรับการประเมินค่า วงแหวนของจำนวนเต็มและอุดมคติสูงสุดของมันสำหรับผลที่ตามมาจากการพิสูจน์ของเฮนเซลทำให้เราสามารถเขียนได้ว่าสำหรับบางคนที่ไหนคือวงแหวนของจำนวนเต็มของ[ 3 ] (สิ่งนี้แข็งแกร่งกว่าทฤษฎีบทองค์ประกอบดั้งเดิม ) จากนั้น สำหรับจำนวนเต็มแต่ละจำนวนเรากำหนดเพื่อเป็นชุดของทั้งหมดซึ่งเป็นไปตามเงื่อนไขที่เทียบเท่ากันดังต่อไปนี้
- (ฉัน)ดำเนินการอย่างไม่ซับซ้อนบน
- (ii)สำหรับทุกคน
- (iii)
กลุ่มเรียกว่ากลุ่มแตกแขนงลำดับที่ -thพวกมันก่อตัวเป็นลำดับการกรอง ที่ลดลง
ในความเป็นจริง เป็นเรื่องปกติโดย (i) และไม่สำคัญสำหรับค่าที่มากพอโดย (iii) สำหรับดัชนีต่ำสุด มักจะเรียกว่ากลุ่มย่อยความเฉื่อยของเนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับการแยกส่วนของอุดมคติเฉพาะในขณะที่กลุ่มย่อยความเฉื่อยป่าของผลหารเรียกว่า อัตราส่วนความเชื่อง
กลุ่มกาโลอิสและกลุ่มย่อยของมันศึกษาโดยใช้การกรองข้างต้น หรือโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลหารที่เกี่ยวข้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
- ที่ไหนคือฟิลด์ตกค้าง (จำกัด) ของ [ 4 ]
- ไม่แตกแขนง
- มีการแตกแขนงอย่างเชื่อง (กล่าวคือ ดัชนีการแตกแขนงเป็นจำนวนเฉพาะเมื่อเทียบกับลักษณะตกค้าง)
การศึกษาเกี่ยวกับกลุ่มการแตกแขนงจะลดลงเหลือเพียงกรณีที่มีการแตกแขนงอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากมีสำหรับ.
นอกจากนี้ยังมีการกำหนดฟังก์ชันอีกด้วย(ii) ในการแสดงข้างต้นเป็นอิสระจากการเลือกและยิ่งไปกว่านั้น การศึกษาเกี่ยวกับการกรองโดยพื้นฐานแล้วเทียบเท่ากับของ[ 5 ]ตรงตามเงื่อนไขต่อไปนี้: สำหรับ,
แก้ไขเครื่องทำให้สม่ำเสมอของ. แล้วกระตุ้นให้เกิดการฉีดที่ไหน(แผนที่จริง ๆ แล้วไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเลือกตัวทำให้สม่ำเสมอ[ 6 ] ) เป็นผลสืบเนื่องมาจากสิ่งนี้[ 7 ]
- เป็นวัฏจักรที่มีอันดับเป็นจำนวนเฉพาะ
- เป็นผลผลิตจากกลุ่มวัฏจักรที่มีลำดับ.
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นกลุ่มpและสามารถแก้ไขได้
กลุ่มการแตกแขนงสามารถนำมาใช้คำนวณค่าต่างๆ ได้ของส่วนขยายและส่วนขยายย่อย: [ 8 ]
ถ้าเป็นกลุ่มย่อยปกติของดังนั้นสำหรับ,[ 9 ]
เมื่อรวมสิ่งนี้เข้ากับข้างต้นจะได้: สำหรับส่วนขยายย่อยสอดคล้องกับ,
ถ้า, แล้ว[ 10 ]ในศัพท์เฉพาะของLazardสามารถเข้าใจได้ว่าหมายถึงพีชคณิต Lieเป็นกลุ่มอาเบเลียน
ตัวอย่าง: การขยายไซโคลโทมิก
กลุ่มการแตกแขนงสำหรับการขยายไซโคลโทมิก, ที่ไหนเป็นรากที่ 1 ของเอกภาพดั้งเดิมสามารถอธิบายได้อย่างชัดเจน: [ 11 ]
โดยที่eถูกเลือกให้เป็นไปตามเงื่อนไขดังต่อไปนี้.
ตัวอย่าง: ส่วนขยายควอติก
ให้Kเป็นส่วนขยายของQ ที่สร้างขึ้นโดยคอนจูเกตของเป็น,,.
จากการคำนวณเล็กน้อยพบว่า ผลหารของจำนวนใดๆ สองจำนวนนี้มีค่าเท่ากับหนึ่งดังนั้น จำนวนเหล่านี้จึงสร้างอุดมคติเดียวกันทั้งหมด เรียกว่าπสร้างπ 2 ; (2)= π 4 .
ตอนนี้ซึ่งอยู่ในπ 5
และซึ่งอยู่ในπ³
วิธีการต่างๆ แสดงให้เห็นว่ากลุ่มกาโลอิสของKคือวัฏจักรลำดับที่ 4 นอกจากนี้:
และ
เพื่อให้แตกต่างกัน
สอดคล้องกับX 4 − 4 X 2 + 2 ซึ่งมีค่าดิสครีมิแนนต์ 2048 = 2 11
กลุ่มแตกแขนงในลำดับหมายเลขด้านบน
ถ้าเป็นจำนวนจริง, อนุญาตแสดงถึงโดยที่iคือจำนวนเต็มที่น้อยที่สุดกล่าวอีกนัยหนึ่งคือกำหนดโดย[ 12 ]
โดยตามธรรมเนียมแล้วเท่ากับถ้าและเท่ากับสำหรับ[ 13 ] จากนั้นสำหรับมันเป็นเรื่องทันทีที่เป็นฟังก์ชันต่อเนื่องและเพิ่มขึ้นอย่างเคร่งครัด ดังนั้นจึงมีฟังก์ชันผกผันที่เป็นฟังก์ชันต่อเนื่องเช่นกันกำหนดไว้บน. กำหนด . จากนั้นจึงเรียกว่ากลุ่มการแตกแขนงลำดับที่vในระบบการกำหนดหมายเลขแบบบน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ. บันทึกการกำหนดหมายเลขด้านบนนั้นถูกกำหนดเพื่อให้เข้ากันได้กับการเปลี่ยนไปใช้ผลหาร: [ 14 ]ถ้าเป็นเรื่องปกติใน, แล้ว
- สำหรับทุกคน
(ในขณะที่การกำหนดหมายเลขที่ต่ำกว่านั้นสอดคล้องกับการแบ่งกลุ่มย่อย)
ทฤษฎีของเฮอร์แบรนด์
ทฤษฎีบทของเฮอร์แบรนด์กล่าวว่า กลุ่มการแตกแขนงในลำดับหมายเลขที่ต่ำกว่านั้นเป็นไปตามเงื่อนไข(สำหรับที่ไหนคือส่วนขยายย่อยที่สอดคล้องกับ) และกลุ่มการแตกแขนงในการกำหนดหมายเลขด้านบนเป็นไปตามเงื่อนไข[ 15 ] [ 16 ] วิธีนี้ช่วยให้สามารถกำหนดกลุ่มการแตกแขนงในการกำหนดหมายเลขด้านบนสำหรับส่วนขยายกาโลอิสอนันต์ (เช่นกลุ่มกาโลอิสสัมบูรณ์ของฟิลด์ท้องถิ่น) จากระบบผกผันของกลุ่มการแตกแขนงสำหรับส่วนขยายย่อยจำกัด
การกำหนดหมายเลขสูงสุดสำหรับส่วนขยายอาเบเลียนมีความสำคัญเนื่องจากทฤษฎีบท Hasse–Arfซึ่งระบุว่า ถ้าเป็นกลุ่มอาเบเลียน จากนั้นจึงเกิดการกระโดดในการกรองเป็นจำนวนเต็ม กล่าวคือเมื่อใดก็ตามไม่ใช่จำนวนเต็ม[ 17 ]
การกำหนดหมายเลขด้านบนนั้นสอดคล้องกับการกรองกลุ่มเศษเหลือมาตรฐานโดยกลุ่มหน่วยภายใต้ไอโซมอร์ฟิซึมของอาร์ตินภาพของภายใต้ไอโซมอร์ฟิซึม
เป็นเพียง[ 18 ]
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ↑ Fröhlich, A. ; Taylor, MJ (1991). ทฤษฎีจำนวนเชิงพีชคณิตการศึกษาคณิตศาสตร์ขั้นสูงของเคมบริดจ์ เล่มที่ 27 สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ISBN 0-521-36664-X. Zbl 0744.11001 .
- ↑ Zariski, Oscar ; Samuel, Pierre (1976) [1960]. พีชคณิตเชิงสลับเปลี่ยน เล่มที่ 2 ตำราเรียนคณิตศาสตร์ระดับบัณฑิตศึกษาเล่มที่29 นิวยอร์ก ไฮเดลเบิร์ก: Springer-Verlag บทที่ 6 ISBN 978-0-387-90171-8. Zbl 0322.13001 .
- ↑นอยเคิร์ช (1999) หน้า 178
- ↑ตั้งแต่มีโครงสร้างสมมาตรตามหลักการกับกลุ่มการแยกส่วน
- ↑เซอร์เร (1979) หน้า 62
- ↑คอนราด
- ↑ใช้และ
- ↑แซร์ (1979) 4.1 ข้อเสนอที่ 4, หน้า 64
- ↑แซร์เร (1979) 4.1. ข้อเสนอที่ 3 หน้า 63
- ↑แซร์เร (1979) 4.2. ข้อเสนอที่ 10
- ↑แซร์,คณะโลโซซ์ . ช. IV, §4, ข้อเสนอที่ 18
- ↑เซอร์เร (1967) หน้า 156
- ↑นอยเคิร์ช (1999) หน้า 179
- ↑เซอร์เร (1967) หน้า 155
- ↑นอยเคิร์ช (1999) หน้า 180
- ↑เซอร์เร (1979) หน้า 75
- ↑นอยเคิร์ช (1999) หน้า 355
- ↑สไนธ์ (1994) หน้า 30-31