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Único cuadrática subcampo de $\mathbb{Q}(\zeta_p)$ $\mathbb{Q}(\sqrt{p})$ si $p \equiv 1$ $(4)$, y $\mathbb{Q}(\sqrt{-p})$ si $p \equiv 3$ $(4)$

Yo quiero probar la afirmación:

La única cuadrática subcampo de $\mathbb{Q}(\zeta_p)$ $\mathbb{Q}(\sqrt{p})$ al $p \equiv 1 \pmod{4}$ $\mathbb{Q}(\sqrt{-p})$ al $p \equiv 3 \pmod{4}$.

Mi primer intento es este. En $\mathbb{Z}[\zeta_p]$, $1-\zeta_p$ es el primer y $$ p = \epsilon^{-1} (1-\zeta_p)^{p-1} $$ donde $\epsilon$ es una unidad. Desde $p$ es una extraña prime, $(p-1)/2$ es un número entero y $$ \sqrt{\epsilon p } = (1-\zeta_p)^{(p-1)/2} $$ tiene sentido y que pertenece a $\mathbb{Z}[\zeta_p]$.

¿Cómo lidiar con la $\epsilon$ bajo la raíz cuadrada? Supongo que la condición en la congruencia de la clase de $p$ proviene de que. ¿Ésta es la manera correcta de proceder?

La singularidad no está claro para mí. He pensado en buscar en la valoración $v_p$$\mathbb{Q}$, la ampliación a dos posibles extensiones cuadráticas debajo de $\mathbb{Q}(\zeta_p)$, luego de ver cómo aquellos que tienen que ampliar para el común de las valoraciones en $\mathbb{Q}(\zeta_p)$, pero no veo cómo hacer que funcione.

Agradecería un poco de ayuda.

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Travis Puntos 517

Para mostrar que la cuadrática subcampo es $\mathbb{Q}(\sqrt{\pm p})$, recuerde que sólo se $p$ puede ramificarse en $\mathbb{Q}(\zeta_p)$.

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markedup Puntos 505

Ver esta hoja de ejercicio para un más o menos guiada solución. Re singularidad: ¿cuál es el grupo de Galois de la cyclotomic campo? ¿Qué hace el Galois de la correspondencia decir?

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Dylan Yott Puntos 4464

Mi forma favorita para probar que esto es explícitamente escribir cuadratura de Gauss suma: $$g_p = \sum_{a \in \mathbb F_p} \left( \frac{a}{p} \right) \zeta_p^{a}$$ A continuación, puede mostrar $g_p^2 = (-1)^{\frac{p-1}{2}} p$ por manipulación directa. Esto da el resultado de manera muy explícita!

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