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¿Cómo podemos mostrar que todas las soluciones están dadas por $X_m(a), Y_m(a)$?

Deje $F$ integrante de dominio con carácter $2$. Deje $a\in F[t]$$a \notin F$. Deje $\alpha (a)$ ser una raíz de la ecuación de $x^2+ax+1=0$. Se definen dos secuencias de $X_m(a), Y_m(a) \in F[t], m \in \mathbb{Z}$ por
$$X_m(a)+\alpha (a)Y_m(a)=(\alpha (a))^m=(a+\alpha (a))^{-m} \tag 1$$

Lema.

Deje $F$ integrante de dominio con carácter $p=2$. Deje $a \in F[t], a \notin F$. Para todos los $m, n \in \mathbb{Z}$ tenemos :

  1. $X_m(a)$ (resp. $Y_m(a)$) es igual al polinomio obtenido por la sustitución de $a$ $t$ $X_m(t)$ (resp. $Y_m(t)$).
    El grado del polinomio $X_m(t)$ $m-2$ si $m \geq 2$.
    El grado del polinomio $Y_m(t)$ $m-1$ si $m \geq 2$.
    $X_{-m}=X_m(a)+aY_m(a)$
    $Y_{-m}(a)=Y_m(a)$

  2. Todas las soluciones $X, Y \in F[t]$ de la ecuación $$X^2+aXY+Y^2=1\tag 2$$ are given by $X_m(a), Y_m(a)$, with $m \in \mathbb{Z}$.

Yo quiero probar este lema, pero me estoy enfrentando algunas dificultades en $2$.

Primero me mostró que $(X_m(a), Y_m(a))$ es una solución de la ecuación de $(2)$. Pero, ¿cómo podemos mostrar que todas las soluciones de la ecuación de $(2)$ se dan por $X_m(a), Y_m(a)$.

No tengo idea de cómo hacerlo... ¿me Podría dar algunos consejos?

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EDITAR:

En el documento que estoy buscando me encontré con el correspondiente lema para el caso de que la característica no es $2$ y su prueba:

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PRUEBA.

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Quiero probar a hacer lo mismo para el caso de $\text{char}=2$ pero primero tengo que aclarar algunos puntos en la prueba anterior.

¿Por qué consideramos que el campo de $K=R(t)(a)$?

Es $S$ el conjunto de puntos en el que las funciones de $K$ no están definidos?

3voto

Michael Steele Puntos 345

Supongamos $(X,Y)$ es una solución donde la $X,Y \neq 0$.

Luego, mirando a los grados en la ecuación, o tenemos $\deg X = \deg a + \deg Y$ o $\deg Y = \deg a + \deg X$.
Supongamos que estamos en el primer caso y vamos a $X' = X + aY$. $(X',Y)$ es de nuevo una solución de la ecuación, y de cara a la primera coeficientes de $X,Y,a$, vemos que el coeficiente de $T^{\deg X}$ $X'$ se desvanece (aquí usamos ese $F$ es una parte integral de dominio), por lo $\deg X' < \deg X$, y así obtenemos un "menor" de la solución.

Podemos repetir este proceso hasta llegar a una solución en la que el $X=0$ o $Y=0$. En ese caso es fácil ver que las únicas soluciones son $(0,1)$$(1,0)$.

Así que cada solución puede ser obtenida a partir de uno de los dos y la aplicación de las operaciones de $(X,Y) \mapsto (X,Y+aX)$$(X,Y) \mapsto (X+aY,Y)$, y esas son exactamente las $(X_m(a), Y_m(a))$ $m \in \Bbb Z$

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