• 検索結果がありません。

A Note on Class Numbers of Elliptic Function FieldsTadashi WASHIO

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

シェア "A Note on Class Numbers of Elliptic Function FieldsTadashi WASHIO"

Copied!
4
0
0

読み込み中.... (全文を見る)

全文

(1)

Sci. Bull. Fac. Educ, Nagaki Univ., No.26 pp.l‑4 (1975)

A Note on Class Numbers of Elliptic Function Fields

Tadashi WASHIO

The Department of the Mathematics, Faculty of Education, Nagasaki University, Nagasaki

(Received October 31, 1974)

Abstract

Let m be an arbitrary fixed positive integer. It is shown that there exist infinitely many prime numbers p for which we formally get an elliptic function field over GF(p) with the class number p+l divisible by m.

§1. Theorems

Let p be a prime number larger than three. Let k be the prime field GF(/>) of characteristic p and let K be an elliptic function field over k. Then it is well known that the generating equation of K‑k(x, y) is expressible as the Weierstrass'normal form

y2‑Ax3‑g2x‑g3

where gz, gz∈k and g23‑27」; ≠0. (See M. Eichler[2;p.200]).

In this note we shall consider the class number of ∬ under the restriction g2g3‑0‑

Then, by the properties of the Hasse invariant, we can concisely prove the following theorem which we proved in [4] in a disorderly manner on the basis of the elementary number theory.

Theorem 1. Let p be a prime number satisfying 」>3. Let K be an elliptic function field over k‑GF(p). Denote by h the class number of K.

( i ) // thegenerating equation of K is jv2‑4at3‑a, {a∈k, a≠0),

then a necessary and sufficient condition for the equality h‑p+l is the congruence

p…2 mod.3.

(ii) // the generating equation of K is y2‑4x3‑ax, (θ∈h, α≠0),

then a necessary and sufficient condition for the equality h‑p+l is the congruence p…3 mod.A.

This theorem is useful in giving many examples of algebraic function fields with

the class numbers divisible by a fixed integer. As an application of Theorem 1 we

(2)

2 Tadashi WASHIO 

can actually get the following theorem. 

Theorem 2. Let m be an arbitrary fixed positive integer. Then there exist  infinite/y many prime numbers p for which we can formal/y get an elliptic  function field over GF(p) with the class number p+1 divisible by m. 

Furthermore, we can extend Theorem 2 as follows. 

Theorem 3. Let m and n be arbitrary fixed positive integers. Then there exist  infinitely many prime numbers p for which we canformally get an e/liptic function  field over GF(p) whose class number is divisible by m and can be put in the form 

p +1 (V‑p)"{1+(‑1)"}. 

S 2. Proof of Theorem 1 

Wc shall prove Theorem I in this section. Let p be a prime number larger than  three. Let K be an elliptic function field over k=GF(p). We shall indicate the class  number of K by h and the Hasse invariant by A. Then the relation between h and  A is given by the following lemma. 

Lemma 1. A necessary and sufficient condition for h=p+1 is A=0. 

Proof. We shall denotc by N thc number of prime divisors of degree one in K. 

Since K is elliptic, it is wcll known that 

h=N and lp+1‑NI  2Vp 

hold. (See M. Eichler[2 ; pp. 303‑306]). This inequality means, becausc of p>3, that  N=p+1 holds if and only if N: l mod, p holds. 

Moreover, we proved in [ 3 1 that N'‑'̲‑1 mod. p holds if and only if A=0 holds. 

Therefore a necessary and sufficient condition for N=p 1 is A=0. Thus, by making  use of h=N, wc get lemma 1. 

In order to prove Thcorem 1, we shall also need thc following lemma. 

Lemma 2. ( j ) If the generating equation of K is 

y2=4x3‑a, (ae k, a 0), 

then A=0 holds rf and on!y if p 2 mod. 3 holds. 

( ii ) If the generating equation of K is 

y2 =4x3 ‑ax, (a Eh, a 0),  then A=0 holds if and only if p 3 mod. 4 holds. 

Proof. Let the generating equation of K be generally  y2 = 4x3 ‑g2x‑g3. 

Then by a well known rcsult of M. Deuring[1 ; p. 255], A is equal to the coefficient  p  1 

of x 2 in the following polynomial in x 1. 

(‑g3x 3‑g2x 2‑H4) 2 . p‑1  Thus, in case ( i ) we easily obtain 

(3)

A Note on Class Numbers of Elliptic Function Fields 3 

f p‑1 1 p‑l 

J 2 1 (̲42a) 6  0 if pEEI mod. 3, and 

 ‑li 

t , if p2 mod. 3. 

A=0 

Similarly, in case ( ii ) wc gct 

f p‑1 j p̲1 

2 : 

j A p‑1 ( 4a)  0 if p I mod 4 and 

f / if p

4 ' 

3 mod. 4. 

A=0 

Thercforc Lcmma 2 is complctcly proved. 

Theorcm I now follows immediatcly from Lcmma I and Lemma 2. 

S 3. Proofs of Theorems 2 and 3 

Wc shall provc Theorcm 2 and Theorem 3 in this section. 

Proof of Theorern 2. Lct m bc an arbitrary fixcd positive intcger. We shall assurne  that t=3 or t=4. Thcn, sincc tm and tm‑1 are coprime, thcre exist infinitely many  prime numbcrs p satisfying the congrucnco p: tm‑1 mod. tm by making use of the  Dirichlet's thcorem. 

If wo choose such a prime p, it is obvious that p ;t‑1 mod, t and mlp+1 whcre  the notation cld means that d is divisiblc by c. So we shall put h=GF(p), K=h(x,y)  and y2=4x3‑a or y2=4x3‑ax, whcrc a means an arbitrary non‑zero element in h,  according as pE 2 mod. 3 or p 3 mod. 4. Then thc desired properties of K follow at  oncc from Thcorem 1; thc class number h of K satisfies h=p+1 and m I h. Theorem  2 is thereby proved. 

Proof of Theorem 3. Procccding as in the proof of Theorem 2, we shall denote by  K* thc constant field cxtension of K of degrec n. Since k is finitc, it is clear that  K  is an clliptic function field with GF(p") as its field of constants. 

The class numbcr h  of K,, is divisiblc by h. This is due to thc fact that therc  is a degrec prcserving natural isomorphism of the divisor class group of K into the  divisor class group of K,,. Hence we get m lh  because of m I h. In order to compute  hn, wc shall consider the following polynomial in U. 

L(U) = I + (N‑ p‑ I ) U+ pU2 

whcre N mcans the numbcr of prime divisors of dcgrce one in K. 

As is well known in M. Eichler [2;p. 305], if we put 

L(U) (1 w U)(1‑w2U) 

then h  is expressed by 

hn=p"+1‑(w "+w2") 

Sincc N=h and h p+1 hold m our case we havc 

(4)

4 Tadashi WAsHIo

        L(U)=1十力U2 andω1=一ω2=±V/一1).

Therefore we get

        h.=ヵ銘十1一(V/一ヵ)π{1十(一1)π}.

This completes the proof of Theorem3.

References

[1] M:.Deuring,0招7ンカθ%467ル勉」!ゆIJ劒!07θκ7初9θθllゆガsoho7F%nんあo%嬬0ゆθ7,

Abh.Math.Sem.Univ.Hamburg,14(1941),197−272.

[2]M.Eichler,1雇70吻o!Jo耐o1ho Thθoプツo∫・44goδ7碗亙π励673醐4F観oオ加3,

Aca(1emic Press,New York,(1966),P.324.

[3]T.Washio,且R粥σ7κo瞬ho Tプσ06Fo7御%1σ∫07θn ln吻σ励」6Coプ7卿oκ一 46noのn伽14忽の7碗o勘n漉o銘F1614,Mem.Fac.Sci.Kyushu Univ.,Ser.A,24(1970),

231−272.

[4]T.Washio,On Ellゆ渉づo F観痂o%肋143麟hオhθClσ33翫勅6プカ十10∂67

F初 θP短7nθFづθ1430∫Ch z7σ6!θκ3あoカ≠2,3,Sci.Bu1L Fac.Ed,.Nagasaki Univ.,

24(1973),7−11.

参照

関連したドキュメント

Byeon, Existence of large positive solutions of some nonlinear elliptic equations on singu- larly perturbed domains, Comm.. Chabrowski, Variational methods for potential

The Distribution of Group Structures on Elliptic Curves over Finite Prime Fields..

Let E /Q be a modular elliptic curve, and p > 3 a good ordinary or semistable prime.. Under mild hypotheses, we prove an exact formula for the µ-invariant associated to

As we have said in section 1 (Introduction), using the mentioned tree T , Barioli and Fallat gave the first example for which the equivalence between the problem of ordered

Our objective in this paper is to extend the more precise result of Saias [26] for Ψ(x, y) to an algebraic number field in order to compare the formulae obtained, and we apply

Let G be a split reductive algebraic group over L. In what follows we assume that our prime number p is odd, if the root system Φ has irreducible components of type B, C or F 4, and

We next define the bounded RSK correspondence, BRSK, a function which maps negative multisets on N 2 to negative semistandard notched bitableaux... Let j be the row number of the

This paper is concerned with the Levi problem in infinite dimensional projec- tive spaces and with the indicator theorem of entire functions of exponential type in infinite