解法: 補助関数によるゲルフォント・シュナイダーの超越性証明(1934年)
ざっくり言うと
Siegel の補題は多項式 がゼロ多項式でないことを保証するが、それだけでは得られる関数 がゼロ関数でないことは自動的には保証されない——そのためには先に確立した と の代数的独立性が必要である。それらが独立であるため、非零の多項式 が恒等的にゼロの関数 を生み出すことは決してない。
したがって は、選ばれた点の一つ——たとえば ——において消えることに失敗する最小の位数 を本当に持つ。この唯一の非零の値 こそが、証明の残りが両側から絞り込む鍵となる数である。
詳しい解説
と が 上代数的独立であり(ステップ2)、 が に係数を持つ非零多項式である(ステップ3、Siegel の補題)ため、合成した は恒等的にゼロの関数ではあり得ない——もしそうであれば、 自体が の間の非自明な代数的関係の証拠となり、独立性と矛盾する。
構成により は各 において少なくとも 位まで消えるが(ステップ3)、これは非零の整関数であるため、いたるところで無限位まで消えることはできない。必要ならば点 を付け替えることで、 の における消失位数がこれらの点の中で最小であると仮定でき、それを とする;すると であり、 に対して である(Siu、主定理の証明)。便宜上 となるよう座標を平行移動すると、この唯一の非零代数的数 が議論全体の要となる:あとはすべて を上下両方から評価することに帰着する。
次の二つのステップが、まさにそのような上下の評価を与える:複素解析による上界(Jensen の公式を通じて、 が多くの点の近くで小さいことを用いる)と、代数的整数論による下界(非零の代数的整数があまり小さくなり得ないことを用いる)である。