定理証明済み
超距離不等式(強三角不等式)
内容
任意の x,y∈Qp に対して ∣x+y∣p≤max(∣x∣p,∣y∣p) が成り立ち、∣x∣p=∣y∣p であれば常に等号 ∣x+y∣p=max(∣x∣p,∣y∣p) が成り立つ。
なぜ正しいのか?
これは p進世界を通常の幾何学から分ける決定的な特徴であり、すべての三角形を二等辺三角形にする。3点の間の3つのペア距離を dp(x,z)=∣x−z∣p、dp(x,y)、dp(y,z) とすると、そのうち最大の2つは等しくなければならない。1辺が他の2辺より真に長い p進三角形というものは存在しない——これは R 上の通常の絶対値には対応物のない描像である。
証明の概略
x=pvp(x)u、y=pvp(y)w と書く。ここで u,w は Zp の単元(すなわち ∣u∣p=∣w∣p=1)とし、一般性を失うことなく vp(x)≤vp(y)、したがって ∣x∣p≥∣y∣p とする。小さい方の冪をくくり出すと x+y=pvp(x)(u+pvp(y)−vp(x)w)。括弧内は Zp の元同士の和なので本物の Zp の元であり、その p進絶対値は ≤1 である;したがって ∣x+y∣p≤p−vp(x)=∣x∣p=max(∣x∣p,∣y∣p) となり不等式が示される。さらに vp(x)<vp(y) が真に成り立つ(すなわち ∣x∣p=∣y∣p)ならば、pvp(y)−vp(x)w≡0(modp) である一方 u は単元なので、u+pvp(y)−vp(x)w≡u≡0(modp) もまた単元であり、ゆえに ∣x+y∣p=p−vp(x) が正確に成り立ち、等号が得られる。
ステップごとの証明
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