Twierdzenie Starka-Heegnera: Różnice pomiędzy wersjami

[wersja przejrzana][wersja przejrzana]
Usunięta treść Dodana treść
nowe hasło na podstawie angielskiej wersji
 
m WP:SK+ToS+mSK, drobne techniczne, int.
Linia 2:
 
== Sformułowanie ==
Niech '''Q''' oznacza zbiór [[Liczby wymierne|liczb wymiernych]] oraz niech ''d'' będzie liczbą całkowitą [[Liczba bezkwadratowa|bezkwadratową]]. Wtedy [[Ciało liczbowe|'''Q'''(√''d'')]] jest [[Rozszerzenie ciała|skończonym rozszerzeniem]] '''Q''' stopnia 2, zwanym rozszerzeniem kwadratowym. Liczba klas '''Q'''(√''d'') jest liczbą [[Relacja_równoważnościRelacja równoważności#Klasy abstrakcji i przestrzeń ilorazowa|klas równoważności]] [[Ideał (teoria pierścieni)|ideałów]] pierścienia całkowitego '''Q'''(√''d''), gdzie dwa ideały ''I'' i ''J'' są równoważne wtedy i tylko wtedy, gdy istnieją [[Ideał główny|ideały główne]] (''a'') i (''b''), takie że (''a'')''I'' = (''b'')''J''. Dlatego pierścień całkowity '''Q'''(√''d'') jest [[Dziedzina ideałów głównych|dziedziną ideału głównego]] (a więc [[Pierścień z jednoznacznością rozkładu|pierścieniem z jednoznacznością rozkładu]]) wtedy i tylko wtedy, gdy liczba klas '''Q'''(√''d'') jest równa 1. Twierdzenie Starka-Heegnera może być sformułowane następująco:
 
:Jeśli ''d'' < 0, wtedy liczba klas '''Q'''(√''d'') jest równa 1 wtedy i tylko wtedy, gdy
 
: Jeśli ''d'' < 0, wtedy liczba klas '''Q'''(√''d'') jest równa 1 wtedy i tylko wtedy, gdy:
:: <math>d \in \{\, -1, -2, -3, -7, -11, -19, -43, -67, -163\,\}</math>
 
Liczby te są określane mianem [[Liczba Heegenera|liczb Heegenera]]{{odn|Conway|Guy|1996|s=224}}.
 
Powyższa lista jest też zapisywana przy zastąpieniu &minus;1−1 przez &minus;4−4 i &minus;2−2 przez &minus;8−8 (co nie zmienia ciała){{odn|Elkies|1999|s=93}}:
: <math>D = -3, -4, -7, -8, -11, -19, -43, -67, -163,\,</math>
 
:<math>D = -3, -4, -7, -8, -11, -19, -43, -67, -163,\,</math>
 
gdzie ''D'' jest interpretowane jako [[Wyróżnik ciała liczbowego|wyróżnik]] ([[Ciało liczbowe|ciała liczbowego]], albo [[Krzywa eliptyczna|krzywej eliptycznej]] z mnożeniem zespolonym). Bardziej standardowe jest, gdy ''D'' są wtedy [[Wyróżnik fundamentalny|wyróżnikami fundamentalnymi]].
 
== Historia ==
Po raz pierwszy twierdzenie zostało zaproponowane przez [[Carl Friedrich Gauss|Gaussa]] w sekcji 303 jego ''[[Disquisitiones Arithmeticae]]''. Zasadniczo udowodnił je w 1952 [[Kurt Heegner]]{{odn|Heegner|1952|s=227–253}}, ale jego dowód zawierał pewne niewielkie luki i dowód twierdzenia nie był akceptowany dopóki [[Harold Stark (matematyk)|Harold Stark]] nie podał pełnego dowodu opublikowanego na początku 1967{{odn|Stark|2011|s=35}}, który miał wiele wspólnego z pracą Heegenera, ale zawierał na tyle wystarczająco dużo różnic, że Stark uważał te dowody za różne{{odn|Stark|2011|s=42}}. Heegener zmarł "zanim„zanim ktokolwiek rzeczywiście zrozumiał, czego on dokonał"dokonał”{{odn|Goldfeld|1985}}. Stark formalnie uzupełnił luki w dowodzie Heegenera w 1969 (inne współczesne rozprawy podawały rozmaite podobne dowody przez zastosowanie [[Forma modularna|funkcji modularnych]], ale Stark skupił się wprost na wypełnieniu luk Heegenera){{odn|odn=a|Stark|1969}}.
 
[[Alan Baker]] podał całkowicie odmienny dowód nieco wcześniej (pod koniec 1966){{odn|Baker|1966}}{{odn|Stark|2011|s=37}} niż pojawiła się praca Starka (lub bardziej precyzyjnie Baker zredukował wynik do skończonej liczby obliczeń z pracy Starka w jego rozprawie z 1963/64 podającej już stosowne obliczenia) i zdobył [[medal Fieldsa]] za swoją metodę. Później Stark wskazał, że dowód Bakera, korzystający z liniowych postaci 3 logarytmów, można zredukować do tylko 2 logarytmów, co było znanym wynikiem od 1949 dzięki [[Aleksander Gelfond|Gelfondowi]] i [[Jurij Linnik|Linnikowi]]{{odn|odn=b|Stark|1969}}.
 
Praca Starka z 1969{{odn|odn=a|Stark|1969}} cytuje również tekst z 1895 autorstwa [[Heinrich Martin Weber|Webera]] i zauważa, że gdyby Weber "tylko„tylko uczynił spostrzeżenie, że redukowalność [pewnego równania] może prowadzić do [[Równanie diofantyczne|równania diofantycznego]], to [[problem liczby klas]] równej jeden mógłby zostać rozwiązany 60 lat temu"temu”. [[Bryan Birch]] zauważa, że książka Webera i właściwie cały temat funkcji modularnych, stracił zainteresowanie na pół wieku: "Niestety„Niestety w 1952 nie pozostał nikt, kto był wystarczającym ekspertem w ''algebrze'' Webera, by docenić osiągnięcie Heegenera"Heegenera”{{odn|Birch|2004|s=4}}.
 
Max Deuring, Carl Ludwig i Sarvadaman Chowla podali niewiele różniące się odmiany dowodu przy użyciu funkcji modularnych w następnym roku po Starku{{odn|Chowla|1970}}. Inne wersje z tego gatunku pojawiły się w kolejnych latach. Na przykład w 1985 Monsuru Akangbe Kenku podał dowód używając [[Kwartyka Kleina|kwartyki Kleina]] (choć również wykorzystuje funkcje modularne){{odn|Kenku|1985}}. Ponownie w 1999 Imin Chen podał inny wariant dowodu poprzez funkcje modularne (według szkicu Siegela){{odn|Chen|1999}}.
Linia 34 ⟶ 32:
== Bibliografia ==
* {{cytuj pismo | nazwisko=Baker | imię=Alan | autor link=Alan Baker | tytuł=Linear forms in logarithms of algebraic numbers. I | czasopismo=Mathematica. A Journal of Pure and Applied Mathematics | wolumin=13 | wydanie=2 | rok=1966 | strony=204–216 | issn=0025-5793 | doi=10.1112/S0025579300003971 | wydawca=University College London | miejsce=Londyn | odn=tak}}
* {{cytuj książkę | nazwisko r=Birch | imię r=Bryan | autor r link=Bryan Birch | rozdział=Heegner Points: The Beginnings | tytuł=Heegner Points and Rankin L-Series | inni=Edytorzy [[Henri Darmon]] i [[Shou-Wu Zhang]] | seria=Mathematical Sciences Research Institute Publications | wydawca=Cambridge University Press | miejsce=Cambridge, New York | strony=1–10 | wolumin=49 | rok=2004 | url=http://library.msri.org/books/Book49/files/01birch.pdf | isbn=0-521-83659-X | język=en | odn=tak}}
* {{cytuj pismo | nazwisko=Chen | imię=Imin | autor link=Imin Chen | tytuł=On Siegel's Modular Curve of Level 5 and the Class Number One Problem | rok=1999 | czasopismo=Journal of Number Theory | wolumin=74| strony=278–297 | doi=10.1006/jnth.1998.2320 | język=en | odn=tak}}
* {{cytuj pismo | nazwisko=Chowla | imię=Sarvadaman | autor link=Sarvadaman Chowla | tytuł=The Heegner-Stark-Baker-Deuring-Siegel Theorem | czasopismo=Journal für die reine und angewandte Mathematik | rok=1970 | wolumin=241 | strony=47–48 | url=http://eudml.org/doc/150996 | issn=0075-4102 | doi=10.1515/crll.1970.241.47 | język=en | odn=tak}}