MathLabs
Định lýĐã chứng minh

Định lý Ostrowski (1916)

Phát biểu

Mọi giá trị tuyệt đối không tầm thường trên Q\mathbb{Q} đều tương đương hoặc với giá trị tuyệt đối thông thường ∣⋅∣∞|\cdot|_\infty, hoặc với ∣⋅∣p|\cdot|_p đối với đúng một số nguyên tố pp.

Vì sao đúng?

Điều này nói rằng các 'điểm' của Q\mathbb{Q} — những cách về bản chất khác nhau để đo độ lớn và đầy đủ hóa trường — chính xác là các số nguyên tố cổ điển 2,3,5,7,…2, 3, 5, 7, \dots cùng với một 'số nguyên tố vô hạn' ∞\infty thêm vào đại diện cho giá trị tuyệt đối thông thường. Không có gì phân biệt ∞\infty về mặt cấu trúc so với bất kỳ pp nào; nó chỉ tình cờ là điểm Archimedes duy nhất. Sự thật đơn lẻ này là hạt giống của adele và toàn bộ triết lý địa phương-toàn cục của lý thuyết số hiện đại: để hiểu Q\mathbb{Q}, hãy nghiên cứu nó đồng thời tại mọi điểm R,Q2,Q3,Q5,…\mathbb{R}, \mathbb{Q}_2, \mathbb{Q}_3, \mathbb{Q}_5, \dots.

Phác thảo chứng minh

Phác thảo. Cho ∣⋅∣|\cdot| là một giá trị tuyệt đối không tầm thường trên Q\mathbb{Q}. Trường hợp 1 (phi Archimedes): nếu ∣n∣≤1|n| \le 1 với mọi số nguyên nn, tập p={n∈Z:∣n∣<1}\mathfrak{p} = \{n \in \mathbb{Z} : |n| < 1\} là một ideal nguyên tố của Z\mathbb{Z} (nó đóng dưới phép cộng nhờ bất đẳng thức ultrametric mà mọi giá trị tuyệt đối với ∣n∣≤1|n|\le1 trên Z\mathbb{Z} tự động thỏa mãn, và đóng dưới phép nhân nhờ tính nguyên tố), do đó p=(p)\mathfrak{p} = (p) với một số nguyên tố pp duy nhất; so sánh ∣p∣|p| với p−1p^{-1} và dùng tính nhân cho thấy ∣⋅∣|\cdot| tương đương với ∣⋅∣p|\cdot|_p. Trường hợp 2 (Archimedes): nếu ∣n0∣>1|n_0| > 1 với một số nguyên n0n_0 nào đó, viết mọi số nguyên n>1n > 1 theo cơ số n0n_0 và dùng bất đẳng thức tam giác cùng ∣n0k∣=∣n0∣k→∞|n_0^k| = |n_0|^k \to \infty để chặn ∣n∣|n| trên và dưới bởi các lũy thừa của chính nn, buộc ∣n∣=nc|n| = n^c với một hằng số c∈(0,1]c \in (0,1] không phụ thuộc nn; điều này khiến ∣⋅∣|\cdot| tương đương với ∣⋅∣∞|\cdot|_\infty.

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