代数数论
分歧
当你从有理数上升到更大的数域时,一个素数 p 不再是素的,而碎裂成若干块。通常它碎成互异的简单块。但有时某块以重复的幂次出现,就像重根坍缩一样——这个素数便“分歧”了。分歧就是素数在扩张中获得重数的现象,且它只在有限多个素数处发生。
具体地说,设 K 是数域,整数环为 O_K,p 为一个有理素数。在 O_K 中理想 (p) 分解为素理想之积 P_1^{e_1} * ... * P_g^{e_g}。指数 e_i 是 P_i 在 p 上的分歧指数。若某个 e_i 超过 1,则称 p 在 K 中分歧;否则称 p 非分歧。更一般地,可谈论基域的素理想在任意扩张中的分歧。
分歧的素数恰好就是整除 K 判别式的那些,故分歧由单个整数不变量所控制。p 之上每个素理想还携带剩余次数 f_i = [O_K / P_i : Z / p],并有基本恒等式 sum of e_i f_i = [K : Q](对伽罗瓦扩张,所有 e_i 相等且所有 f_i 相等)。分歧支配着素数如何与域的几何及伽罗瓦理论相互作用。
在 Q(i) 中,O_K = Z[i],素数 2 分歧:(2) = (1 + i)^2(相差一个单位),故 e = 2。Q(i) 的判别式为 -4,仅被 2 整除,故 2 是唯一分歧的素数。
Q(i) 中的奇素数 p 非分歧:若 p ≡ 1 (mod 4) 则分裂,若 p ≡ 3 (mod 4) 则保持惯性。
另见