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Ejemplo concreto de Birch y Swinnerton-Dyer Conjetura

El Programa De Instalación

Considere la posibilidad de una curva elíptica $E$ en forma de Weierstrass

$y^2=x^3+ax+b$

con $a,b \in \mathbb{Z}$. Como de costumbre, dejamos $\Delta_E$ ser el discriminante del polinomio, y establece que

$N_p := $ #{soluciones de $y^2 \equiv x^3+ax+b$ mod $p$}

$a_p := p-N_p. $

Ahora podemos definir la incompleta $L$-de la serie de $E$ (incompleta porque nos onit de Euler factores primos $p|2\Delta$) por

$L(C,s) := \prod _{p \nmid \Delta_E} (1-a_p ^{-s} + p^{1-2s})^{-1}.$

El Birch y Swinnerton-Dyer conjetura de los estados que $L(C,s)=c(s-1)^r +$ términos de orden superior.

Donde $r$ es el rango de $E$

La Pregunta

Mi pregunta es ¿alguien puede mostrarme un ejemplo concreto de la BSD conjetura en acción? Específicamente, podría alguien darme una específica de la curva elíptica, muéstrame por qué la curva algebraica tiene el rango que tiene, y lo que la L-función de la curva elíptica es y cómo la analítica rango es igual a la algebraicas rango?

Gracias!

6voto

Allan MacLeod Puntos 76

Usted debe leer

En la conjetura de Birch y Swinnerton-Dyer, para una curva elíptica de rango 3

J. P. Buhler, B. H. Bruto y D. B. Zagier

Las matemáticas de la Computación vol 44 de 1985, pp 473-481

Usted debe ser capaz de descargar de manera gratuita desde la AMS sitio web

6voto

Tomemos la curva en el artículo citado por Allan MacLeod en otra respuesta (la curva que aparece en la Buhler-Bruto-Zagier de papel), y calcular todos los invariantes que participan en el B-SD conjetura, el uso de la Salvia (de hecho, estoy usando Sage online, versión 5.2, para hacer esto... que puede ser lento a veces, pero por lo general funciona bien):

La curva en cuestión es dado por $E : y^2 = 4x^3-28x+25$. Esto no es un "estándar" de la forma más, así que primero transformar a $E : Y^2 = X^3 - 28X/4 + 25/4$ primera (donde$X=x$$y=2Y$). Definimos la curva de uso de la Salvia por

E = EllipticCurve([0,0,0,-28/4,25/4])

Si no te gusta esta curva, debido a los coeficientes racionales, puede borrar denominadores con una mayor transformación, o encontrar un modelo mínimo el uso de la Salvia:

E. minimal_model()

Curva elíptica definida por y^2 + y = x^3 - 7*x + 6 más Racional de Campo

Vamos a trabajar con el modelo de $E: y^2 + y = x^3 - 7x + 6$ en lugar, por lo que nos escriba

E=E. minimal_model()

Buhler-Bruto-Zagier mencionar que esta curva ha conductor de $5077$...

E. conductor (el)

5077

que verifica este hecho. Ok, eso es genial, tenemos la curva a la derecha. Vamos a empezar por calcular el rango, generadores, y su regulador:

E. rank()

3

E. gens()

[(-2 : 3 : 1), (-1 : 3 : 1), (0 : 2 : 1)]

R = E. regulador()

R

0.417143558758384

El número de puntos de torsión en $E$ también figuras en el B-SD fórmula, así que vamos a calcular la torsión del subgrupo:

E. torsion_subgroup()

Torsión Subgrupo isomorfo a Trivial grupo asociado a la Curva Elíptica definida por y^2 + y = x^3 - 7*x + 6 más Racional de Campo

Ahora calculamos $\Omega$, el doble del periodo real de $E$ (necesitamos dos veces el periodo real debido a $E(\mathbb{R})$ no está conectado):

2*E. period_lattice().real_period()

4.15168798308693

Necesitamos dos más refinado invariantes. El Tamagawa números de $c_p$ se calculan en primer lugar:

E. tamagawa_numbers()

1

Tenga en cuenta que nosotros también podrían haber utilizado "E. tamagawa_product()" en su lugar. Y entonces, para calcular Sha... no puedo. Ver este Sabio página de comandos para intentar calcular Sha, pero estos no logran cuando el rango es $>2$. Lo mejor que podemos hacer (como en el Buhler-Bruto-Zagier papel) es demostrar que la parte 2 es trivial:

S = E. sha()

S. two_selmer_bound()

0

lo que significa que, efectivamente, las dos parte es trivial. El uso de

E. heegner_sha_an(-7)

1.00000000000000

tenemos más evidencia de que el Sha es trivial.

Es la hora de calcular el Hasse-Weil $L$-función de $E/\mathbb{Q}$ y ver si todo está de acuerdo, como se supone que.

L = E. lseries().dokchitser()

Esto devuelve el Hasse-Weil L-función de E, calculada utilizando un método de Tim Dokchitser. Vamos a calcular el $L(E,1)$.

L(1)

0.000000000000000

Ahora la primera derivada:

L. derivados(1,1)

-5.63436295355417 e-22

Ahora la segunda derivada...

L. derivados(1,2)

2.08600476044446 e-21

Y la tercera...

L. derivados(1,3)

10.3910994007158

Ese es el primer "no-cero" valor " (el resto de los valores, donde muy, muy cerca de cero... pero no hemos de probar que tenían cero!!!). Ahora, B-SD dice que:

$$\frac{L^{(3)}(E,1)}{3!} = \frac{ |\text{Sha}| \cdot \Omega \cdot R \cdot \text{Tam} }{ |\text{torsion}|^2}$$

El lado izquierdo de la B-SD fórmula es (numérica):

L. derivados(1,3)/6

1.73184990011930

mientras que el lado derecho, asumiendo que el Sha es trivial es:

(1 * 4.15168798308693 * 0.417143558758384 * 1) / 1^2

1.73184990011930

de modo que ambos lados de la ecuación son iguales! (hasta el da de precisión...).

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