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定理已证明

非奇异性的判别式判据

命题陈述

曲线 E:y2=x3+ax+bE: y^2 = x^3+ax+b 非奇异当且仅当判别式 Δ=−16(4a3+27b2)\Delta = -16(4a^3+27b^2) 不为零,而这又等价于三次多项式 x3+ax+bx^3+ax+b(在代数闭包中)有三个互异的根。

为什么成立?

三次多项式出现重根的点 (x0,0)(x_0, 0) 恰好就是曲线收缩成尖点或自相交的地方,因为那里切线方向不确定——这正是会破坏弦-切线群律的几何缺陷。

证明思路

点 (x0,y0)(x_0,y_0) 是奇异点当且仅当 F=y2−x3−ax−b=0F=y^2-x^3-ax-b=0、∂F/∂y=2y0=0\partial F/\partial y = 2y_0 = 0、∂F/∂x=−3x02−a=0\partial F/\partial x = -3x_0^2-a=0 同时成立。第二式迫使 y0=0y_0=0,故 x0x_0 必须是 x3+ax+bx^3+ax+b 的根;第三式迫使 3x02+a=03x_0^2+a=0,即 x0x_0 也是导数 3x2+a3x^2+a 的根。一个多项式与其导数有公共根,恰好发生在该多项式的重根处,故 EE 奇异当且仅当 x3+ax+bx^3+ax+b 有重根。既约三次式 x3+ax+bx^3+ax+b 的经典判别式为 −4a3−27b2-4a^3-27b^2,恰好在三次式有重根时为零;乘以规范化常数 −16-16 得 Δ=−16(4a3+27b2)\Delta = -16(4a^3+27b^2),所以 EE 非奇异当且仅当 Δ≠0\Delta \neq 0。

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分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. Joseph H. Silverman (2009). The Arithmetic of Elliptic Curves · DOI:10.1007/978-0-387-09494-6
  2. Andrew Wiles (1995). Modular elliptic curves and Fermat's Last Theorem · DOI:10.2307/2118559
  3. Andrew Wiles / Clay Mathematics Institute (2000). The Birch and Swinnerton-Dyer Conjecture (official Millennium Problem description)
  4. Wouter Castryck, Thomas Decru (2022). An efficient key recovery attack on SIDH