+1 Daumen
696 Aufrufe
!!

Ich will prüfen, ob die Gleichung $$3x^2+5y^2-7z^2=0$$
 nicht-triviale Lösungen hat und falls es keine gibt, soll ich die p-adischen Körper, finden, in dene die Gleichung keine Lösung hat. 

Ich habe den folgenden Satz benutzt: 

$$a,b,c \in \mathbb{Z}, (a,b)=(b,c)=(a,c)=1$$



abc ist quadratfrei. Dann hat die Gleichung $$ax^2+by^2+cz^2=0$$ eine nicht-triviale Lösung  in $$\mathbb{Q} \Leftrightarrow $$


1. a,b,c sind nicht alle positiv und nicht alle negativ 
2. ∀ p ∈ ℙ-{ 2}, $$p \mid a$$ ∃r ∈ ℤ  sodass $$ b+r^2c  \equiv 0 \mod p $$ und eine ähnliche Kongruenz für  p  ℙ-{ 2} für dene es gilt $$ p \mid b $$  oder $$ p \mid b $$ oder  $$ p \mid c $$
3. Wenn a,b,c alle ungerade sind, dann gibt es zwei von  a,b,c, sodass deren Summe durch 4 teilbar ist. 
4. Wenn a gerade ist, dann ist b+c oder a+b+c durch 8 teilbar. 
Ähnlich, wenn b oder c gerade ist. " 

und da:
$$p=3:$$
$$5+x^2(-7) \equiv 0 \pmod 3 \Rightarrow x^2 \equiv 2 \mod 3$$
$$\left( \frac{2}{3} \right)=-1$$ hat die Gleichung keine Lösung in  $$\mathbb{Q}$$

Um zu prüfen ob es eine Lösung in $$\mathbb{Q}_2$$ gibt, habe ich den folgenden Lemma benutzt:

Wenn $$2 \nmid abc \text{ und }  a+b \equiv 0 \pmod 4$$ dann hat die Gleichug $$ax^2+by^2+cz^2=0$$ mindestens eine nicht-triviale Lösung in $$\mathbb{Q}_2$$.

In unserem Fall $$a+b=8 \equiv 0 \pmod 4$$
also gibt es keine Lösung in $$\mathbb{Q}_2$$.


Für $$p=3,5,7$$
habe ich den folgenden Lemma benutzt:
Sei $$p \neq 2$$ eine Primzahl, $$a,b \text{ und }c$$ paarweise teilerfremde ganze Zahlen mit $$abc$$ quadratfrei und $$p \mid a \text{ und } Q: ax^2+by^2+cz^2=0$$ ist eine quadrtaische Form.
Dann gibt es eine Lösung  zu $$\mathbb{Q} \text{ über } \mathbb{Q}_p \text{ genau dann wenn } -\frac{b}{c} \text{ ein quadratischer Rest }\mod p \text{ ist }$$

$$\left( -\frac{5}{-7}\right)=\left( \frac{5}{7} \right)=-1$$

Also gibt es keine nicht-triviale Lösung in ℚ_3

$$\left( \frac{-3}{-7} \right)=\left( \frac{3}{7} \right)=-1$$

Also gibt es keine nicht-triviale Lösung in  ℚ_5

$$\left( -\frac{3}{5}\right)=-1$$

Also gibt es keine nicht-triviale Lösung in ℚ_7

Wir müssen noch prüfen ob die Gleichung nicht-triviale Lösungen in  _p, p ≠ 2,3,5,7 hat.

Muss man das Henselsche Lemma benutzen? Könntet ihr mir sagen wie man es anweden könnte?


 benutzen? 


Avatar von 1,5 k

1 Antwort

0 Daumen

Zeige, dass $$aX^2+bX^2=Z^2$$ eine Lösung (x,1,z) in GF(p)  hat und lifte dann f:=aX²+b-z

Avatar von

Wie kann man zeigen, dass $$aX^2+bY^2=Z^2$$ eine Lösung (x,1,z) in GF(p) hat?

Betrachte die Mengen { z²| z aus GF(p)} und {ax²+1|x aus GF(p)} und zeige, dass ihr Schnitt nicht leer ist.

Was meinst du mit GF(p) ?

GF steht für Galois-field, Schreibweise für endliche Körper und wird eigentlich in jeder Algebra-Vorlesung eingeführt.

GF wurde in unseren Vorlesungen leider nicht eingeführt. Könnte man es auch anders machen?

Du willst mir doch jetzt nicht ernsthaft sagen ihr habt keine endlichen Körper gemacht?

Wie zur ***** habt ihr denn dann p-adische Körper definiert?

Bild Mathematik


So haben wir den p-adischen Körper definiert.

Schön. Aber du brauchst endliche Körper zur Definition der ganzen p-adischen Zahlen.


Sei es wie es will: Du scheinst massive Lücken in den Grundlagen zu haben. Wenn du die nicht aufholst wird's nichts werden.

Die ganzen p-adischen Zahlen haben wir so definiert:

Bild Mathematik


Also muss man unbedingt GF benutzen?

GF ist eine SCHREIBWEISE für endliche Körper. Damit kann man diese im Fließtext schreiben ohne LaTeX-Benutzen zu müssen.

Den Körper mit p Elementen muss man unbedingt benutzen. (und das habt ihr auch)

Könntest du mir genauer erkären wie man es zeigen könnte? Ich habe es nicht verstanden.. :/

Ich wüßte nicht wie ich es anders erklären könnte als es dir (imho sehr gut und ausführlich  )bereits erklärt wurde:

http://math.stackexchange.com/questions/1004639/why-doesnt-the-equation-have-a-solution-in-mathbbq-2


"Ich habe es nicht verstanden.. :/"

Man könnte dir eventuell helfen wenn du deine Probleme genau schildern könntest. Dass du das scheinbar nicht kannst sehe ich aks Symptom, dass dir die Grundlagen fehlen.

Also bedeutet es, dass man immer egal welche Geichung man hat  eine Lösung in ℚp finden kann, wenn p≠2, p ≠ Primzahlen die die Koeffizienten der Gleichung teilen?

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community