home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / sci / math / 15391 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-11-22  |  2.9 KB

  1. Path: sparky!uunet!munnari.oz.au!manuel.anu.edu.au!mehta!molrchon
  2. From: molrchon@mehta.anu.edu.au (Rory Molinari )
  3. Newsgroups: sci.math
  4. Subject: Help with Algebraic Number Theory
  5. Date: 23 Nov 1992 03:35:28 GMT
  6. Organization: Australian National University
  7. Lines: 69
  8. Distribution: world
  9. Message-ID: <1epji1INN66u@manuel.anu.edu.au>
  10. Reply-To: molrchon@mehta.anu.edu.au
  11. NNTP-Posting-Host: 150.203.43.50
  12. Keywords: hilbert algebraic number
  13.  
  14. Hi,
  15.     I'm a maths undergraduate, nearing the end of my 4th (and last) year.
  16. As a result, the due-date on my Honours thesis is looming, and I am still stuck
  17. with a couple of problems that neither I nor my project supervisor have
  18. been able to crack.  I am hoping someone on the net might be able to give
  19. me a few hints.
  20.  
  21. My thesis topic is "Hilbert's 10th Problem and a Generalization to
  22. Algebraic Integers".  In the course of the year, one of the papers I read
  23. was:
  24.  
  25.     Denef & Lipshitz, "Diophantine Sets Over Some Rings of Algebraic Integers",
  26.     J. London Math. Soc., v18, 1978, pp385-391.
  27.  
  28. and I am covering the contents of that paper in my thesis.  One of the theorems
  29. proved in that paper is the following:
  30.  
  31. Notation:  For a number field L (ie. a field of algebraic numbers, of finite
  32.   degree over the rationals) the ring of algebraic integers in L will be
  33.   denoted O(L).  The multiplicative group of units in O(L) will be denoted U_L.
  34.   The torsion free rank of a group G will be denoted rk G.
  35.  
  36. THEOREM:
  37.   Let L be any number field and d \in O(L) such that sqrt(d) \not\in L.
  38.   Write L' = L(sqrt(d)).  Define
  39.  
  40.        V_L = {x + y.sqrt(d) : x,y \in O(L) and x^2 - dy^2 = 1}
  41.  
  42.   Then V_L is a subgroup of U_{L'} and
  43.  
  44.        rk V_L = rk U_{L'} - rk U_L
  45. ENDTHEOREM
  46.  
  47. The proof suggested by Denef & Lipshitz starts as follows:
  48.  
  49.   Let N:U_{L'} -> U_L be the restriction of the norm from L' to L.  In this case
  50.   we have N(u + v.sqrt(d)) = u^2 - dv^2, so that V_L is a subgroup of
  51.   kernel(N).  The claim is that V_L in fact has finite index in kernel(N).
  52.   Denef & Lipshitz do not explicitly prove this, but say it follows easily from
  53.   the following lemma:
  54.  
  55.     Suppose K is a number field, e \in U_K and 0 != t \in O(K).  Then there is
  56.     m > 0 such that t | e^m - e^{-m}.
  57.  
  58.   My supervisor and I have been unable to see quite how this implies what we need.
  59.  
  60.  
  61.  
  62. The second problem I have is much more minor, but I can't for the life of me
  63. see how it.  Suppose J is some number field, and x \in O(J).  Then the claim
  64. is that:
  65.  
  66.       x != 0  <==>  (\exist v, y \in O(J))[xy = (2v-1)(3v-1)]
  67.  
  68. It apparently follows from the Chinese Remainder Theorem, but I can't see the
  69. trick.  No doubt it is embarassingly easy.
  70.  
  71.  
  72.  
  73.  
  74.    If anybody has any ideas I would be very grateful.  Full credit will be given
  75. in my thesis (though I don't suppose this is  much of a reward :).
  76. I don't think this has much global appeal, so replies by email are probably
  77. best.
  78.  
  79.  
  80. Cheers,
  81. Rory Molinari
  82. molrchon@mehta.anu.edu.au
  83.