"라마누잔의 class invariants"의 두 판 사이의 차이

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판별식이 같은 즉 <math>m=b_1^2-a_1c_1=b_2^2-a_2c_2</math> 인 두 양의정부호 이차형식 <math>Q_1(X,Y)=a_1X^2+2b_1XY+c_1Y^2</math>와  <math>Q_2(X,Y)=a_2X^2+2b_2XY+c_2Y^2</math> 에 대하여,
 
판별식이 같은 즉 <math>m=b_1^2-a_1c_1=b_2^2-a_2c_2</math> 인 두 양의정부호 이차형식 <math>Q_1(X,Y)=a_1X^2+2b_1XY+c_1Y^2</math>와  <math>Q_2(X,Y)=a_2X^2+2b_2XY+c_2Y^2</math> 에 대하여,
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* <math>Q_1(X,Y)=aX^2+2cY^2</math>와 <math>Q_2(X,Y)=2aX^2+cY^2</math>, <math>m=2ac</math>에 대하여 위의 따름정리를 적용하면, <br><math>\tau=i\sqrt\frac{{2c}}{a}</math>, <math>\omega=i\sqrt{\frac{c}{2a}}=\frac{\tau}{2}</math><br><math>\sum_{(X,Y)\ne (0,0)}\{\frac{1}{(aX^2+2cy^2)^s}-\frac{1}{(2aX^2+cy^2)^s}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{\sqrt{\frac{a}{2a}}|\frac{\eta(\omega)}{\eta(\tau)}|^{2}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{ \sqrt{\frac{1}{2}}|\frac{\eta(\frac{\tau}{2})}{\eta(\tau)}|^{2}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{ \sqrt{\frac{1}{2}}(2^{1/4}g_{\frac{2c}{a}})^{2}\}=\frac{4\pi}{\sqrt{m}}\ln g_{\frac{2c}{a}}</math><br>  <br>
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* <math>Q_1(X,Y)=aX^2+2cY^2</math>와 <math>Q_2(X,Y)=2aX^2+cY^2</math>, <math>m=2ac</math>에 대하여 위의 정리를 적용하면, <br><math>\tau=i\sqrt\frac{{2c}}{a}</math>, <math>\omega=i\sqrt{\frac{c}{2a}}=\frac{\tau}{2}</math><br><math>\sum_{(X,Y)\ne (0,0)}\{\frac{1}{(aX^2+2cy^2)^s}-\frac{1}{(2aX^2+cy^2)^s}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{\sqrt{\frac{a}{2a}}|\frac{\eta(\omega)}{\eta(\tau)}|^{2}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{ \sqrt{\frac{1}{2}}|\frac{\eta(\frac{\tau}{2})}{\eta(\tau)}|^{2}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{ \sqrt{\frac{1}{2}}(2^{1/4}g_{\frac{2c}{a}})^{2}\}=\frac{4\pi}{\sqrt{m}}\ln g_{\frac{2c}{a}}</math><br>  <br>
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*  여기서 <br><math>g_n:=2^{-1/4}f_1(\sqrt{-n})=2^{-1/4}\frac{\eta(\frac{\sqrt{-n}}{2})}{\eta(\sqrt{-n})}</math><br> 위의 경우는<math>\tau=i\sqrt{n}=i\sqrt{\frac{2c}{a}}</math> 인 경우<br>
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*  여기서 <br><math>g_n=2^{-1/4}f_1(\sqrt{-n})=2^{-1/4}\frac{\eta(\frac{\sqrt{-n}}{2})}{\eta(\sqrt{-n})}</math><br> 위의 경우는<math>\tau=i\sqrt{n}=i\sqrt{\frac{2c}{a}}</math> 인 경우<br>
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n=10,{x^2+10 y^2,2 x^2+5 y^2}
  
 
 
 
 

2009년 11월 6일 (금) 19:38 판

이 항목의 스프링노트 원문주소

 

 

간단한 소개
  • 라마누잔이 많은 계산 결과를 남겨놓은 분야
  • class field theory에서 중요한 역할을 함
    \(G_n:=2^{-1/4}f(\sqrt{-n})\)
    \(g_n:=2^{-1/4}f_1(\sqrt{-n})=2^{-1/4}\frac{\eta(\frac{\sqrt{-n}}{2})}{\eta(\sqrt{-n})}\)

 

 

필요한 정의

 

\(q=e^{2\pi i \tau}\)

  • 자코비 세타함수
    [[자코비 세타함수|]]\(\theta_{2}(\tau)= \sum_{n=-\infty}^\infty q^{(n+\frac{1}{2})^2/2}\)
    \(\theta_3(\tau)=\sum_{n=-\infty}^\infty q^{n^2/2}\)
    \(\theta_{4}(\tau)= \sum_{n=-\infty}^\infty (-1)^n q^{n^2/2}\)
  • 모듈라 군, j-invariant and the singular moduli
     
    [[모듈라 군, j-invariant and the singular moduli|]]
    \(k=k(\tau)=\frac{\theta_2^2(\tau)}{\theta_3^2(\tau)}\)
    \(k'=\sqrt{1-k^2}=\frac{\theta_4^2(\tau)}{\theta_3^2(\tau)}\)

 

  • 베버(Weber) 모듈라 함수
    [[베버(Weber) 모듈라 함수|]]
    \(f(\tau)=\frac{e^{-\frac{\pi i}{24}}\eta(\frac{\tau+1}{2})}{\eta(\tau)}=q^{-1/48} \prod_{n=1}^{\infty} (1+q^{n-\frac{1}{2}})\)
    \(f_1(\tau)=\frac{\eta(\frac{\tau}{2})}{\eta(\tau)}=q^{-1/48} \prod_{n=1}^{\infty} (1-q^{n-\frac{1}{2}})\)
    \(f_2(\tau)=\sqrt{2}\frac{\eta(2\tau)}{\eta(\tau)}=\sqrt{2}q^{1/24} \prod_{n=1}^{\infty} (1+q^{n})\)

 

 

 

special values

\(G_{25}=\frac{\sqrt{5}+1}{2}\)

\(g_{10}=\sqrt{\frac{\sqrt{5}+1}{2}}\)

 

\(g_{58}^2=\frac{\sqrt{29}+5}{2}\)

 

class invariants의 계산

 

(정리)

판별식이 같은 즉 \(m=b_1^2-a_1c_1=b_2^2-a_2c_2\) 인 두 양의정부호 이차형식 \(Q_1(X,Y)=a_1X^2+2b_1XY+c_1Y^2\)와  \(Q_2(X,Y)=a_2X^2+2b_2XY+c_2Y^2\) 에 대하여,

\(\lim_{s\to1^{+}}\zeta_{Q_1}(s)-\zeta_{Q_2}(s) = \sum_{(X,Y)\ne (0,0)}\{\frac{1}{(a_1X^2+2b_1XY+c_1y^2)^s}-\frac{1}{(a_2X^2+2b_2XY+c_2y^2)^s}\} =\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{ \sqrt{\frac{a_1}{a_2}}|\frac{\eta(\omega)}{\eta(\tau)}|^2\}\)이 성립한다.

여기서 

\(\tau=\frac{-b_1+i\sqrt{m}}{a_1}\), \(\omega=\frac{-b_2+i\sqrt{m}}{a_2}\)

 

 

  • \(Q_1(X,Y)=aX^2+2cY^2\)와 \(Q_2(X,Y)=2aX^2+cY^2\), \(m=2ac\)에 대하여 위의 정리를 적용하면, 
    \(\tau=i\sqrt\frac[[:틀:2c]]{a}\), \(\omega=i\sqrt{\frac{c}{2a}}=\frac{\tau}{2}\)
    \(\sum_{(X,Y)\ne (0,0)}\{\frac{1}{(aX^2+2cy^2)^s}-\frac{1}{(2aX^2+cy^2)^s}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{\sqrt{\frac{a}{2a}}|\frac{\eta(\omega)}{\eta(\tau)}|^{2}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{ \sqrt{\frac{1}{2}}|\frac{\eta(\frac{\tau}{2})}{\eta(\tau)}|^{2}\}=\frac{2\pi}{\sqrt{m}}\ln\{ \sqrt{\frac{1}{2}}(2^{1/4}g_{\frac{2c}{a}})^{2}\}=\frac{4\pi}{\sqrt{m}}\ln g_{\frac{2c}{a}}\)
     
  • 여기서 
    \(g_n=2^{-1/4}f_1(\sqrt{-n})=2^{-1/4}\frac{\eta(\frac{\sqrt{-n}}{2})}{\eta(\sqrt{-n})}\)
    위의 경우는\(\tau=i\sqrt{n}=i\sqrt{\frac{2c}{a}}\) 인 경우

 

 

오일러의 convenient 수

n=10,{x^2+10 y^2,2 x^2+5 y^2}

 

 

 

메모

 

\(G_n:=(2kk')^{-1/12}=2^{-1/4}f(\sqrt{-n})\)

\(g_n:=(\frac{k'(\sqrt{-n})^2}{2k(\sqrt{-n})})^{1/12}=2^{-1/4}f_1(\sqrt{-n})\)

 

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