14 votos

Un problema en la Teoría Algebraica de números, la Norma de los Ideales

Un problema en la Teoría Algebraica de números

$K$ $L$ son los campos de número de más de $\Bbb Q$.($\Bbb Q$ es número racional campo) $K\subseteq L$.

$\mathcal{O}_K$ es el anillo de enteros de $K$. y $\mathcal{O}_L$ es de los enteros de $L$.

$P$ es un primer ideal de $\mathcal{O}_L$. $p$ es un primer ideal de $\mathcal{O}_K$. $P$ $p$.

El residuo de clase grado $f$ se define a ser $f=[\mathcal{O}_L/P:\mathcal{O}_K/p]$. La norma de $P$$N(P)=p^f$.

Esta es la definición habitual de la Norma de un ideal.(Ver Serre Local de campos y Serge Lang, la Teoría Algebraica de números)

Swinnerton-Dyer Una Breve Guía a la Teoría Algebraica de números tiene un diferente definición en la Norma de un ideal.(Página 25)

si $A$ es un ideal de a$\mathcal{O}_L$, $N(A)$ = ideal en $\mathcal{O}_K$ generado por los elementos de a $N(a)$ donde $a\in A$.

No sé por qué estas dos definiciones son las mismas. Swinnerton-Dyer reclamaciones así que en su libro. Alguien aquí puede dar una sugerencia, una explicación o algo otra cosa?

33voto

Andrea Girardi Puntos 130

Ok, he aquí el argumento: En primer lugar recordar que la norma habitual para los no-cero de los elementos de un campo es transitiva en las torres; por lo tanto el mismo es cierto para su segunda definición de la norma de un ideal. En particular, $N_{K|Q}\circ N_{L|K} = N_{L|Q}$. El hecho de que la norma $N_{L|Q}(\mathfrak{P}) = [\mathcal{O}_L:\mathfrak{P}] \cdot \mathbb{Z}$ es fácil de ver para un primer $\mathfrak{P}$$\mathcal{O}_L$; edición: y lo mismo es cierto para cualquier integral ideal $\mathfrak{a}$. Ahora vamos a $\mathfrak{p} = \mathcal{O}_K \cap \mathfrak{P}$$(p) = \mathbb{Z} \cap \mathfrak{P}$.

Tenemos $N_{L|Q}(\mathfrak{P}) = p^{f(\mathfrak{P}|p)} = N_{K|Q}N_{L|K}\mathfrak{P}$. En particular, podemos deducir que $N_{L|K}\mathfrak{P} = \mathfrak{p}^d$ algunos $d$. Por otra parte, sabemos que

$N_{K|Q}\mathfrak{p}^d = p^{d \cdot f(\mathfrak{p}|p)} = p^{f(\mathfrak{P}|p)}.$

Pero, a continuación, $d = f(\mathfrak{P}|p) / f(\mathfrak{p}|p) = f(\mathfrak{P}|\mathfrak{p})$ como se requiere.

13voto

KConrad Puntos 22631

Aquí es una prueba de que el ideal de la norma, como se define en los libros de Serre y Lang es igual al ideal de la norma, como se define en Swinnerton-Dyer del libro. Vamos a empezar a partir de la definición dada por Serre y Lang, estado de algunas de sus propiedades, y las usan para derivar la fórmula dada por Swinnerton-Dyer.

Antecedentes: Vamos a $A$ ser un dominio de Dedekind con fracción de campo $K$, $L/K$ ser finito, separables de extensión, y $B$ ser la integral de cierre de $A$$L$. Para cualquier prime $\mathfrak P$ $B$ definimos ${\rm N}_{B/A}({\mathfrak P}) = \mathfrak p^f$ donde $f = f({\mathfrak P}|{\mathfrak p})$ es el residuo de campo grado de $\mathfrak P$$\mathfrak p$, y esta norma función se extiende a todos los distinto de cero ideales de $B$ por multiplicativity a partir de su definición en (distinto de cero) de los números primos en $B$.

Propiedades.

1) El mapa de ${\rm N}_{B/A}$ es multiplcative (inmediata a partir de su definición).

2) el Buen comportamiento de los menores de localización: para cualquier (distinto de cero) prime ${\mathfrak p}$ en $A$, ${\rm N}_{B/A}({\mathfrak b})A_{\mathfrak p} = {\rm N}_{B_{\mathfrak p}/A_{\mathfrak p}}({\mathfrak b}B_{\mathfrak p})$. Tenga en cuenta que $A_{\mathfrak p}$ es un PID y $B_{\mathfrak p}$ es integral, cierre en $L$; el ideal de la norma en el lado derecho se define por la anterior definición de dominios de Dedekind, pero es más fácilmente computable porque $B_{\mathfrak p}$ es de un número finito de libre $A_{\mathfrak p}$-módulo en la cuenta de $A_{\mathfrak p}$ ser un PID y $L/K$ son separables. La prueba de este buen comportamiento en función de la localización se omite, pero usted debe encontrar en libros como los de Serre o Lang.

3) Para un valor distinto de cero $\beta$ en $B$, ${\rm N}_{B/A}(\beta{B}) = {\rm N}_{L/K}(\beta)A$, donde la norma de $\beta$ en el de la derecha es el campo de la teoría de la norma (determinante de la multiplicación por $\beta$ $K$- lineal mapa en $L$). Para demostrar esta fórmula, es suficiente para comprobar ambos lados localizar la misma manera para todos (distinto de cero) de los números primos $\mathfrak p$: ${\rm N}_{B_{\mathfrak p}/A_{\mathfrak p}}(\beta{B}_{\mathfrak p}) = N_{L/K}(\beta)A_{\mathfrak p}$ para todos los $\mathfrak p$. Si usted sabe cómo demostrar a través de los enteros que $[{\mathcal O}_F:\alpha{\mathcal O}_F] = |{\rm N}_{F/{\mathbf Q}}(\alpha)|$ para cualquier campo de número de $F$, entonces espero que el método que usted sabe que puede ser adaptado para el caso de $B_{\mathfrak p}/A_{\mathfrak p}$, en sustitución de ${\mathbf Z}$ con el PID $A_{\mathfrak p}$. Eso es todo, no tengo tiempo para decir ahora acerca de la explicación de la igualdad después de la localización.

Ahora estamos listos para mostrar ${\rm N}_{B/A}({\mathfrak b})$ es igual a la ideal en $A$ generado por todos los números de ${\rm N}_{E/F}(\beta)$ $\beta$ ejecuta a través de $\mathfrak b$.

Para cualquier $\beta \in \mathfrak b$,$\beta{B} \subset \mathfrak b$, lo ${\mathfrak b}|\beta{B}$. Desde ${\rm N}_{B/A}$ es multiplicativo, ${\rm N}_{B/A}({\mathfrak b})|{\rm N}_{E/F}(\beta)A$ como ideales en $A$. En particular, ${\rm N}_{E/F}(\beta) \in {\rm N}_{B/A}({\mathfrak b})$. Deje $\mathfrak a$ ser el ideal en $A$ generado por todos los números de ${\rm N}_{E/F}(\beta)$, por lo que nos han mostrado $\mathfrak a \subset {\rm N}_{B/A}(\mathfrak b)$, o, equivalentemente,${\rm N}_{B/A}(\mathfrak b)|\mathfrak a$. Para probar esta divisibilidad es una igualdad, elija cualquiera de potencia principal ${\mathfrak p}^k$ dividiendo $\mathfrak a$. Vamos a mostrar a ${\mathfrak p}^k$ divide ${\rm N}_{B/A}(\mathfrak b)$.

Para demostrar ${\mathfrak p}^k$ divide ${\rm N}_{B/A}(\mathfrak b)$ al ${\mathfrak p}^k$ divide $\mathfrak a$, basta con mirar en la localización de la $A$ $\mathfrak p$ y demostrar ${\mathfrak p}^kA_{\mathfrak p}$ divide ${\rm N}_{B/A}(\mathfrak b)A_{\mathfrak p}$, que la 2ª a la propiedad de ideal de las normas es igual a ${\rm N}_{B_{\mathfrak p}/A_{\mathfrak p}}(\mathfrak b{B_{\mathfrak p}})$. Desde $B_{\mathfrak p}$ es un PID, el ideal de la ${\mathfrak b}B_{\mathfrak p}$ es la principal: deje $x$ ser un generador, y podemos elegir el $x$ a venir de $\mathfrak b$ sí. Por el 3er propiedad de ideal normas, ${\rm N}_{B_{\mathfrak p}/A_{\mathfrak p}}(xB_{\mathfrak p}) = {\rm N}_{E/F}(x)A_{\mathfrak p}$. Mostrando ${\mathfrak p}^kA_{\mathfrak p}$ divide ${\rm N}_{E/F}(x)A_{\mathfrak p}$ es la muestra de ${\rm N}_{E/F}(x) \in {\mathfrak p}^kA_{\mathfrak p}$. Desde $x$ es en el $\mathfrak b$, ${\rm N}_{E/F}(x) \in \mathfrak a \subset {\mathfrak p}^k$, por lo ${\rm N}_{E/F}(x) \in {\mathfrak p}^kA_{\mathfrak p}$. QED

1voto

Matthew Puntos 605

Pensé que yo debería de saber esto, pero luego terminé mirando hacia arriba. En su Lang Algebraicas Número de la Teoría de las páginas 24-26 (al menos para Una de las principales, pero que debería ser suficiente). Es que si uno quiere conocer la prueba. No tengo idea de donde la intuición viene de pero apuesto a que es el uso de celosías de alguna manera.

1voto

JonnyGold Puntos 512

Hmm... yo puedo ver de improviso cómo lidiar con ella si L/K es de Galois, pero me gustaría tener que pensar en otra cosa... En el Galois caso, por encima de p i a muchos primeros ideales, cada uno con ramificación índice de e, y el residuo de grado f. El boceto es ver esto como un problema acerca de discretos valoraciones, en lugar de primer ideales.

N(P) (de acuerdo a su segunda definición) = < N(a)| a en P >. Sabemos que esto es un ideal en el O_K, y sólo queda para describir su descomposición en números primos. Desde la ramificación índice de p en (cada uno) P por encima de ella es la e, la mínima p-ádico de valoración de un elemento de N(P) es f. Así que si t es una parametrización un elemento de la p-ádico de valoración (a elegir en O_K), entonces u*tf genera N(P)p donde u es en O_K - P (comprobar que N(P) no es divisible por otro primer ideales, con métodos similares).

Espero que ayude un poco con la intuición.


Después de la lectura de Adán solución, me di cuenta de algunas cosas que estaban mal en mi argumento. Ellos se han corregido en el cuerpo.

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X