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cómo traducir local de reciprocidad con los grupos de galois en el local de la reciprocidad con weil grupos?

Estoy tratando de entender ciertos aspectos de la Weil grupo $W_K$ $p$- ádico campo K, en particular, cómo se realiza la interacción con el local de campo de la clase de teoría.

Deje $L/K$ ser finito unramified extensión de dichos campos. A continuación, locales reciprocidad tenemos un isomorfismo $$\operatorname{Gal}(L/K)\cong K^*/N_{K/L}(L^*),$$ donde $N_{L/K}$ denota la norma de la extensión. En virtud de este isomorfismo la Frobenius elemento se asigna al elemento $\pi_K(\mod N_{L/K}(L^*))$ donde $\pi_K$ es un primer elemento de $K$. Tenga en cuenta que la clase $\pi_K(\mod N_{L/K}(L^*))$ no depende de la elección del primer elemento $\pi_K$, debido a que todas las unidades en $K$ son algunas de las normas procedentes de $L$ (no trivial para probar!). Por otro lado, también tenemos la proyección de $K^*\longrightarrow K^*/N_{K/L}(L^*)$.

A partir de aquí, mi meta es llegar a la (Artin reciprocidad) homomorphism $$W_K\longrightarrow K^*$$

Para este propósito me tome la proyectiva límite sobre todos finito unramified extensiones $L/K$. Por lo tanto, hemos $$\operatorname{Gal}(K^{nr}/K)\cong\varprojlim_{L/K}K^*/N_{K/L}(L^*),$$ donde $K^{nr}$ es la máxima no ramificado extensión de $K$. Casi por definición, de $W_K$, hay una (continua) homomorphism $W_K\longrightarrow\operatorname{Gal}(K^{nr}/K)$.

Pero, ¿cómo obtener una (continua) canónica homomorphism $$\varprojlim_{L/K}K^*/N_{K/L}(L^*)\longrightarrow K^*$$?

Mi conjetura es, no es algo fácil que no sé proyectiva límites...

EDIT: Por Matt comentario y respuesta, tomando el límite proyectivo sobre sólo finita unramified extensiones no suficiente para la construcción de la deseada homomorphism $W_K\longrightarrow K^*$.

8voto

YequalsX Puntos 320

Local de reciprocidad de Artin, para un número finito de abelian extensión de $L/K$ $K$ $p$- ádico de campo, es un isomorfismo $K^{\times}/N_{L/K}(L^{\times}) \cong Gal(L/K)$. Parece particulares interesados en la unramified caso, pero permítanme tratar el arbitraria primer caso.

Pasando a la inversa límite a más de $L$, se obtiene un isomorfismo $$\varprojlim{} K^{\times}/N_{L/K}(L^{\times}) \cong G_K^{ab}.$$ Como Mephisto notas en su respuesta, la norma grupos de alcance sobre todos los abiertos subgrupos de $K^{\times}$, y así podemos reescribir esto como un isomorfismo $$\widehat{K^{\times}} \cong G_K^{ab},$$ donde $\widehat{K^{\times}}$ es el profinite finalización de $K^{\times}$.

Recordemos que, si elegimos un uniformizer $\pi$$K$, a continuación,$K^{\times} \cong \mathcal O^{\times} \times \mathbb Z$, donde $\mathcal O$ denota el anillo de los números enteros en $K$, y el isomorfismo está dada por la asignación de un elemento $a \in K^{\times}$ a $\bigl(a/\pi^{v(a)}, v(a) \bigr),$ donde $v: K^{\times} \to \mathbb Z$ es la valoración, normalizado a través de $v(\pi) = 1$.

Por lo tanto $\widehat{K^{\times}} \cong \mathcal O^{\times} \times \hat{\mathbb Z}$. (Recordemos que $\mathcal O^{\times}$ es su propia profinite finalización, pero $\mathbb Z$ no; dejamos $\hat{\mathbb Z}$ denotar la profinite finalización de $\mathbb Z$.)

Ahora podemos entender lo que sucede si nos restringimos a unramified extensiones. La valoración $v: K^{\times} \to \mathbb Z$ induce una proyección $\widehat{K^{\times}} \to \hat{\mathbb Z}$, la cual es independiente de la elección de $\pi$. Del mismo modo, hay una surjection $G_K^{ab} \to Gal(K^{nr}/K)$. El último grupo es isomorfo a $\widehat{Z}$; es, naturalmente, identificado con la absoluta grupo de Galois de los residuos de campo, y es topológicamente generado por Frobenius.

En virtud de la reciprocidad isomorfismo $\widehat{K^{\times}} \cong G_K^{ab}$, la proyección de a $\widehat{Z}$ sobre el de origen y de la proyección de a $Gal(K^{nr}/K)$ en el de destino son compatibles con el isomorfismo $\widehat{Z} \cong Gal(K^{nr}/K)$ dado por la asignación de $1$ a Frobenius.

Ahora podemos llevar en Weil grupos. La definición general de la Weil grupo es algo involucrados, la participación de las clases fundamentales en $H^2(L/K, L^{\times})$, pero después de ordenar todo, encontrará que el Weil grupo $W_K$ puede ser identificado con un subgrupo de $G_K$, es decir, la preimagen en virtud de la natural mapa de $G_K \to Gal(K^{nr}/K) \cong \hat{\mathbb Z}$ de el subgrupo $\mathbb Z \subset \widehat{\mathbb Z}$. A partir de esto, uno ve que $W_K^{ab}$ puede ser identificado con el subgrupo de $G_K^{ab}$, lo que de nuevo es la preimagen en virtud de la natural mapa de $G_K \to Gal(K^{nr}/K) \cong \hat{\mathbb Z}$ del subgrupo $\mathbb Z\subset \widehat{\mathbb Z}$.

Si volvemos a la discusión anterior de nuestro reciprocidad mapa, vemos que el isomorfismo $\widehat{K^{\times}} \cong G_K^{ab}$ restringe a un isomorfismo $K^{\times} \cong W_K^{ab}$. El inverso de este es el isomorfismo que usted está buscando, supongo.

Si se restringe a la unramified caso, entonces tenemos que pasar al cociente $\mathbb Z$ $K^{\times}$ , y el cociente $\mathbb Z \subset \widehat{\mathbb Z} = Gal(K^{nr}/K)$$W_K^{ab}$, y, a continuación, el isomorfismo sólo se convierte en $\mathbb Z = \mathbb Z$.

Comentarios adicionales: Hay varias confusiones en su pregunta. Aquí están algunos: escribir $W_K$ pero te refieres a $W_K^{ab}$. (Weil grupo en sí no es abelian, como $G_K$ no es abelian.) Usted dice que usted quiere que el general Artin la reciprocidad isomorfismo $W_K$ [sic] $\to K^{\times}$, pero, a continuación, restringir atención a unramified extensiones. Como se señaló anteriormente, estos sólo se puede ver el cociente $\mathbb Z$ $W_K^{ab}$ y el correspondiente cociente $\mathbb Z$ de $K^{\times}$. Tienes que ir a pedir un continuo homomorphism $\varprojlim{} K^{\times}/N_{L/K}(L^{\times}) \to K^{\times}.$ Dejando de lado la cuestión de que el lado de la mano izquierda debe involucrar a todos los abelian $L$$K$, no sólo la unramified (o de lo contrario el lado izquierdo será demasiado pequeño), no hay tal mapa, ya que el lado izquierdo es profinite y el lado derecho tiene una discreta factor (como se señaló anteriormente). Lo correcto es profinitely completa $K^{\times}$, y uno tiene la reciprocidad isomorfismo se discutió anteriormente.

Otros comentarios: Aquí están algunas observaciones adicionales, impulsado en parte por el intercambio de comentarios a continuación.

A nivel técnico, pasando de $G_K$ $W_K$simplemente reemplaza el $\widehat{\mathbb Z}$ cociente de $G_K$ viene desde el mapa de $G_K \to Gal(K^{nr}/K) \cong \widehat{\mathbb Z}$$\mathbb Z$, de modo que en lugar de escribir la reciprocidad isomorfismo como un isomorfismo $\widehat{K^{\times}} \cong G_K^{ab}$ que puede volver a escribir como un isomorfismo $K^{\times} \cong W_K^{ab}$, y así evitar el paso de $K^{\times}$ a $\widehat{K^{\times}}$.

En cuanto a por qué hacemos esto: una de las razones es que el $K^{\times}$ es lo que aparece como un factor local en el ideles, no $\widehat{K^{\times}}$. Existen otras motivaciones. Una cosa para recordar es que la definición original de la Weil grupo es no como la preimagen de $\mathbb Z \subset \widehat{\mathbb Z}$ en $G_K$, pero en términos de las clases fundamentales de la clase de teoría de campo; así que el Weil grupo surge de forma natural desde este punto de vista. Para más motivaciones, de este MO post pueda ser de ayuda.

2voto

Kyndod7 Puntos 16

Usted necesidad de utilizar que la norma grupos son exactamente abrir subgrupos de índice finito en $K^*$ (teorema de existencia; los subgrupos de índice finito se abrirá automáticamente en la característica cero caso). Por lo tanto, el límite inversa es sólo el profinite finalización de $K^*$, $K^*$ sí. [Corrección: no es bastante; el cociente $\mathbb{Z}$ $K^*$ tiene que ser reemplazado por su profinite finalización.] Así que la canónica homomorphism desea que va en la otra dirección.

Estoy suponiendo que el límite es superior a todas las extensiones finitas $L$$K$. Si sólo se tienen el unramified finito extensiones, a continuación, el límite inversa es igual a profinite finalización de $\mathbb{Z}$

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