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大学

ねじれ点E[ℓ]

足し算をℓ回するとゼロになる点々が、曲線の算術を有限の檻に納めます。

まず、身近な例で

つまみを90度ずつ回すと、4回でもとに戻ります。「ねじれ点」も、決められた回数だけ同じ点を足すと0に戻る点の話です。足し方は曲線の特別な規則を使います。

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。

90度ずつの回転は、何回でもとに戻る?

答えと考え方を読む

4回。 90度を4回で一周です。曲線では別の足し方を使いますが、「決まった回数で戻る」という考え方の例になります。

3段階で考えよう

  1. 曲線の足し算には、時計ならではの技があります:点Pを自分自身と何度も足していきます。ℓ歩で歩みがゼロに戻るなら、Pはねじれ点です。そしてℓねじれの部分とは、その試験をくぐる点々の集まりです。
  2. Submodule.torsionBy ℤ (W'.Point) ℓがLeanの定義です:ℓ • P = 0となる点の集まり。この証明の素数の指数では、その世界はE[ℓ]で、小さなもの:フライ曲線はまさにこの有限の檻を対称性たちに差し出します。
  3. この補題が誰も逃げないと証明します:Pがℓねじれ点なら、σ • Pもそうです。なぜならσ • (m • P) = m • (σ • P)——最後の行がmap_zsmulで歩みを書き換え、ふたたびゼロに着地します。檻をシャッフルはできても、開けることはできません。

小さな例で確かめる

単位円をかけ算の群として見ると、正の整数ℓを固定したとき、z^ℓ = 1の根はちょうどℓ個です。ℓ = 4なら1・i・−1・−i。すべての正のℓについて根を集めると無限集合になります。固定したℓのねじれ点と、すべてのねじれ点は別の集まりです。

Leanでの使用例・原文の抜粋

FLT · aa2d8b3 · Def_FLTPrelim_GaloisRep.lean

lemma smul_mem_torsionBy {n : ℕ} (σ : K ≃ₐ[S] K) {P : (W'⁄K).Point}    (hP : P ∈ Submodule.torsionBy ℤ (W'⁄K).Point n) :    σ • P ∈ Submodule.torsionBy ℤ (W'⁄K).Point n := by  rw [Submodule.mem_torsionBy_iff] at hP ⊢  rw [← algEquiv_smul_zsmul, hP, smul_zero]

このLeanの読み方

五行は群法則については何も言いません——型(Pointはすでに+を持つ)とmap_zsmul、つまり整数の倍を対称性が持ち運ぶ保証を通して頼っているからです。次のページはまさにこれを束ねます:数の世界の対称性がE[ℓ]の内側で働くこと。点の集合は固定されたまま、その住人が入れ替わる——ガロア表現の種がここにあります。

この言葉を使う章

6. ハサミ持ち込み事件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
わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

ねじれ点E[ℓ]

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

足し算をℓ回するとゼロになる点々が、曲線の算術を有限の檻に納めます。

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

単位円をかけ算の群として見ると、正の整数ℓを固定したとき、z^ℓ = 1の根はちょうどℓ個です。ℓ = 4なら1・i・−1・−i。すべての正のℓについて根を集めると無限集合になります。固定したℓのねじれ点と、すべてのねじれ点は別の集まりです。

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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