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高校

二次から三次の判別式

一つの式が、方程式の曲線がきれいか、特異点を持つかを証明します。

まず、身近な例で

自分と交わるところなど、特別な異常点がある曲線もあります。式から計算するΔという数で判定します。表示の形ではy²=x³はΔ=0、y²=x³−xはΔ=64です。

ちいさな確認:考えてみよう

上の具体例を見ながら考えよう。何度やり直しても大丈夫。

表示した例で、Δ=0になるのは?

答えと考え方を読む

y²=x³。 前者は(0,0)に特異点があります。後者は有理数上でΔ=64。絵の出来ではなく、式から決まる値を見ます。

3段階で考えよう

  1. 実数係数でa ≠ 0の二次方程式ax² + bx + c = 0では、判別式b² − 4acの符号で実数解が2個・1個・0個と決まります。判別式0は重なった根を表します。
  2. 平面の三次曲線にも同じ失敗があります。特異点では、曲線が自分自身と交わったり、とがったりします。絵の汚れではなく、ここで使う算術の議論はまさにその点で壊れます。
  3. ワイエルシュトラス曲線の判別式Δは、五つの係数から計算した補助量b₂・b₄・b₆・b₈をまとめた式です。係数の型Rが体のとき、Δ = 0は曲線に特異点があることと、ちょうど一致します。

小さな例で確かめる

y² = x³ − xではΔ = 64なので、ℚ上で特異点はありません。y² = x³ではΔ = 0で、(0,0)が特異点です。曲線の方程式についての判定であり、どの二点も重なるという意味ではありません。

Leanの定義・原文の抜粋

Mathlib · db584cd · Weierstrass.lean

/-- The discriminant `Δ` of a Weierstrass curve. If `R` is a field, then this polynomial vanishesif and only if the cubic curve cut out by this equation is singular. Sometimes only defined up tosign in the literature; we choose the sign used by the LMFDB. For more discussion, see[the LMFDB page on discriminants](https://www.lmfdb.org/knowledge/show/ec.discriminant). -/def Δ : R :=  -W.b₂ ^ 2 * W.b₈ - 8 * W.b₄ ^ 3 - 27 * W.b₆ ^ 2 + 9 * W.b₂ * W.b₄ * W.b₆ 

このLeanの読み方

説明文が述べる等価性は、Rが体のときの事実です。Δはb₂・b₄・b₆・b₈の多項式で、近くの補題c_relationがΔとc₄・c₆を結びます。半安定性のページは、この同じΔを再び使います。

この言葉を使う章

9. コンサートへの二つの入口10. 3音だけのオーディション11. パスポートを借りる作戦12. 二つの工房、同じ注文13. ピップの無謀なキルト14. どんどん小さくなる予約16. 入れないはずの客
わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

二次から三次の判別式

今は、一つだけ

まず「3段階で考えよう」を上から読みます。Leanの原文は、その後でも大丈夫です。

言葉をほどこう

一つの式が、方程式の曲線がきれいか、特異点を持つかを証明します。

このページの「この言葉の前に」に、先に知ると読みやすい言葉があります。

小さな手がかり

y² = x³ − xではΔ = 64なので、ℚ上で特異点はありません。y² = x³ではΔ = 0で、(0,0)が特異点です。曲線の方程式についての判定であり、どの二点も重なるという意味ではありません。

閉じれば、読んでいた場所に戻れます。このページに合わせて用意したヒントです。

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