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¿Qué grado de ubicuidad local tienen los campos totalmente reales?

Dejemos que $p$ sea un número primo fijo.

Pregunta 1: Dada una extensión finita $K$ de $\mathbb{Q}_p$ ¿existe una extensión totalmente real $F$ de $\mathbb{Q}$ y un lugar $v$ de $F$ en $p$ tal que $F_v = K$ ?

Esto se utiliza en la prueba de la conjetura local de Langlands (por lo que estoy bastante seguro de que la respuesta es Sí) pero nunca he visto una referencia. Mi estado de conocimiento es similar para la siguiente pregunta (y de nuevo estaría muy agradecido por una referencia):

Pregunta 2: Dado un número entero $g \geq 1$ ¿existe una extensión totalmente real $F$ de $\mathbb{Q}$ tal que $F \otimes_{\mathbb{Q}} \mathbb{Q}_p = \mathbb{Q}_p \times \dots \times \mathbb{Q}_p$ ( $g$ copias).

Una generalización ingenua común de ambas preguntas es la siguiente (que ahora es una pregunta real):

Pregunta 3: Que $K_1, \dots, K_g$ sean extensiones finitas de $\mathbb{Q}_p$ . ¿Existe una extensión totalmente real $F$ de $\mathbb{Q}$ tal que $F \otimes_{\mathbb{Q}} \mathbb{Q}_p = K_1 \times \dots \times K_g$ ?

No me extrañaría que la respuesta fuera negativa por razones triviales que no estoy viendo.

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gagneet Puntos 4565

La respuesta a la primera pregunta es "sí". Véase este documento de los hermanos Dokchitser El lema 3.1 para el caso en el que $K/\mathbb{Q}_p$ es Galois. En el caso general, aplicar el resultado al cierre de Galois $K'$ de $K$ para conseguir $F'$ identifican el grupo de Galois de los campos locales con un grupo de descomposición $D$ en $p$ dentro del grupo global de Galois y tomar el subcampo fijo del subgrupo de $D$ correspondiente a $K$ .

Como dice Kevin, a no ser que se me escape algo, la prueba de Dokchitsers funciona con pequeñas modificaciones para tus tres preguntas. Obsérvese que el resultado de la pregunta 3 se deduce de las dos anteriores (utilizando la versión ligeramente más general de la pregunta 1 del enlace anterior): primero hay que tomar una extensión en la que $p$ está totalmente dividido, entonces trabaja con cada uno de los lugares de arriba $p$ por separado, utilizando la respuesta a la pregunta 1.

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