代数数论
类数
如果说理想类群是对唯一分解失败方式的精确诊断,那么类数就是最重要的头条统计量:到底有多少个不同的理想类?当它等于 1 时,整数环的分解与普通整数一样美好;当它很大时,算术也相应地更狂野。
数域 K 的类数 h_K 是其理想类群 Cl(O_K) 的阶。它总是一个有限正整数,这一定理因闵可夫斯基界而变得可计算:该界保证每个理想类都含有一个小范数的代表元,从而把计算化为有限搜索。类数等于 1 当且仅当 O_K 是主理想整环。
类数神秘而被深入研究。高斯猜想每个类数的虚二次域只有有限多个,最终对 h = 1 得到证明(恰有九个),并由戈德费尔德、格罗斯与扎吉尔在一般情形得证。解析类数公式通过戴德金 zeta 函数在 s = 1 处的留数表达 h_K,把类数与 L-函数联系起来。
Q(sqrt(-1))、Q(sqrt(-2))、Q(sqrt(-3))、Q(sqrt(-7)) 的类数皆为 1,而 Q(sqrt(-5)) 的类数为 2,Q(sqrt(-23)) 的类数为 3。
九个类数为 1 的虚二次域对应于判别式 -3, -4, -7, -8, -11, -19, -43, -67, -163。
另见