타원 모듈라 j-함수 (elliptic modular function, j-invariant)

수학노트
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개요

  • j-invariant
    • 클라인의 absolute j-invariant 라는 이름으로 불리기도 함
  • 타원 모듈라 함수(elliptic modular function) 로 불리기도 함
  • 몬스터 군의 monstrous moonshine에 등장



여러가지 (같은) 정의들

\(j(\tau)= {E_ 4(\tau)^3\over \Delta(\tau)}=\frac{(1+240\sum_{n>0}\sigma_3(n)q^n)^3}{q-24q+252q^2+\cdots} =q^{-1}+744+196884q+21493760q^2+\cdots\)

여기서 \(q=e^{2\pi i\tau}\)

\( E_ 4(\tau)=1+240\sum_{n>0}\sigma_3(n)q^n= 1+240q+2160q^2+\cdots\) (아이젠슈타인 급수(Eisenstein series))

\((\sigma_3(n)=\sum_{d|n}d^3)\)

\(\Delta(\tau)= q\prod_{n>0}(1-q^n)^{24}= q-24q+252q^2+\cdots\)

\(j(\tau)=1728\frac{g_ 2^3}{g_ 2^3-27g_ 3^2}\)


singular moduli



푸리에계수

  • 1, 744, 196884, 21493760, 864299970, 20245856256, 333202640600, 4252023300096, 44656994071935, 401490886656000, 3176440229784420, 22567393309593600, 146211911499519294, 874313719685775360, 4872010111798142520, 25497827389410525184
  • http://www.research.att.com/~njas/sequences/A000521
  • 근사식 [Rademacher1938]

\[c(n)=\frac{2\pi}{\sqrt{n}}\sum_{k=1}^\infty \frac{A_k(n)}{k}I_{1}(\frac{4\pi\sqrt{n}}{k})\] 여기서 \(I_ 1\) 은 베셀함수, \[A_k(n)=\sum_{0 \leq h < k,(h,k)=1}e^{-2\pi i (nh+h')/k },\] 이 때, \(hh'\equiv -1 \mod k\)

슈나이더의 정리

  • 복소상반평면의 대수적 수 \(\tau\in \mathbb{H} \cap \bar{\mathbb{Q}}\)에 대하여, \(\tau\)가 2차(imaginary quadratic)가 아니면, \(j(\tau)\)는 초월수이다.




메모

  • Hilbert class fields of imaginary quadratic fields are generated by singular moduli
  • 확인필요


관련된 고교수학 또는 대학수학

관련된 항목들



사전형태의 자료



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