MathLabs
Định lýĐã chứng minh

Bất đẳng thức ultrametric (tam giác mạnh)

Phát biểu

Với mọi x,y∈Qpx, y \in \mathbb{Q}_p, ta có ∣x+y∣p≤max⁡(∣x∣p,∣y∣p)|x+y|_p \le \max(|x|_p, |y|_p), và đẳng thức ∣x+y∣p=max⁡(∣x∣p,∣y∣p)|x+y|_p = \max(|x|_p, |y|_p) xảy ra bất cứ khi nào ∣x∣p≠∣y∣p|x|_p \ne |y|_p.

Vì sao đúng?

Đây là đặc điểm định nghĩa tách biệt thế giới pp-adic khỏi hình học thông thường: nó buộc mọi tam giác đều là tam giác cân. Nếu dp(x,z)=∣x−z∣pd_p(x,z) = |x-z|_p, dp(x,y)d_p(x,y), dp(y,z)d_p(y,z) là ba khoảng cách đôi một giữa ba điểm, thì hai khoảng cách lớn nhất trong số đó phải bằng nhau. Không hề tồn tại một tam giác pp-adic có một cạnh dài hơn hẳn hai cạnh còn lại — một bức tranh không hề có đối tác trong giá trị tuyệt đối thông thường trên R\mathbb{R}.

Phác thảo chứng minh

Viết x=pvp(x)ux = p^{v_p(x)} u, y=pvp(y)wy = p^{v_p(y)} w với u,wu, w là các đơn vị trong Zp\mathbb{Z}_p (nghĩa là ∣u∣p=∣w∣p=1|u|_p = |w|_p = 1), và không mất tính tổng quát giả sử vp(x)≤vp(y)v_p(x) \le v_p(y), nên ∣x∣p≥∣y∣p|x|_p \ge |y|_p. Đặt thừa số lũy thừa nhỏ hơn ra ngoài: x+y=pvp(x)(u+pvp(y)−vp(x)w)x + y = p^{v_p(x)}(u + p^{v_p(y)-v_p(x)} w). Biểu thức trong ngoặc là một phần tử thực sự của Zp\mathbb{Z}_p (tổng của các phần tử thuộc Zp\mathbb{Z}_p), nên giá trị tuyệt đối pp-adic của nó ≤1\le 1; do đó ∣x+y∣p≤p−vp(x)=∣x∣p=max⁡(∣x∣p,∣y∣p)|x+y|_p \le p^{-v_p(x)} = |x|_p = \max(|x|_p, |y|_p), chứng minh bất đẳng thức. Nếu thêm nữa vp(x)<vp(y)v_p(x) < v_p(y) nghiêm ngặt (tức ∣x∣p≠∣y∣p|x|_p \ne |y|_p), thì pvp(y)−vp(x)w≡0(modp)p^{v_p(y)-v_p(x)} w \equiv 0 \pmod p trong khi uu là đơn vị, nên u+pvp(y)−vp(x)w≡u≢0(modp)u + p^{v_p(y)-v_p(x)} w \equiv u \not\equiv 0 \pmod p vẫn là đơn vị; do đó ∣x+y∣p=p−vp(x)|x+y|_p = p^{-v_p(x)} chính xác, cho ra đẳng thức.

Chủ đề chứa định lý này

Chứng minh từng bước

Chưa có chứng minh từng bước cho định lý này.

Tài liệu tham khảo

  1. Neal Koblitz (1984). p-adic Numbers, p-adic Analysis, and Zeta-Functions · DOI:10.1007/978-1-4612-1112-9
  2. Peter Scholze (2012). Perfectoid spaces · arXiv:1111.4914