Hyperelliptic Fields Research Articles

Continued Fractions in Hyperelliptic Fields with an Arbitrarily Long Period

Continued Fractions in Hyperelliptic Fields with an Arbitrarily Long Period

New Results on the Periodicity Problem for Continued Fractions of Elements of Hyperelliptic Fields

New Results on the Periodicity Problem for Continued Fractions of Elements of Hyperelliptic Fields

New Results on the Periodicity Problem for Continued Fractions of Elements of Hyperelliptic Fields

Исследуется проблема описания свободных от квадратов многочленов $f(x)$ нечетной степени с периодическим разложением $\sqrt {f(x)}$ в функциональную непрерывную дробь в $k((x))$, где $k\subseteq \overline {\mathbb Q}$. Получено полное описание таких многочленов $f(x)$, не зависящее от поля $k$ и степени многочлена, при условии, что степень $U$ фундаментальной $S$-единицы соответствующего гиперэллиптического поля $k(x)(\sqrt {f(x)})$ не превосходит $12$, а в случае четной $U$ не превосходит $20$.

Periodicity Criterion for Continued Fractions of Key Elements in Hyperelliptic Fields

Periodicity Criterion for Continued Fractions of Key Elements in Hyperelliptic Fields

On the Parametrization of Hyperelliptic Fields with $$S$$-Units of Degrees 7 and 9

On the Parametrization of Hyperelliptic Fields with $$S$$-Units of Degrees 7 and 9

On the classification problem for polynomials with a periodic continued fraction expansion of in hyperelliptic fields

The classical problem of the periodicity of continued fractions for elements of hyperelliptic fields has a long and deep history. This problem has up to now been far from completely solved. A surprising result was obtained in [1] for quadratic extensions defined by cubic polynomials with coefficients in the field of rational numbers: except for trivial cases there are only three (up to equivalence) cubic polynomials over whose square root has a periodic continued fraction expansion in the field of formal power series. In view of the results in [1], we completely solve the classification problem for polynomials with periodic continued fraction expansion of in elliptic fields with the field of rational numbers as the field of constants.

On the Periodicity Problem for the Continued Fraction Expansion of Elements of Hyperelliptic Fields with Fundamental S-Units of Degree at Most 11

On the Periodicity Problem for the Continued Fraction Expansion of Elements of Hyperelliptic Fields with Fundamental S-Units of Degree at Most 11

On Fundamental S-Units and Continued Fractions Constructed in Hyperelliptic Fields Using Two Linear Valuations

On Fundamental S-Units and Continued Fractions Constructed in Hyperelliptic Fields Using Two Linear Valuations

On the classification problem for polynomials $f$ with a periodic continued fraction expansion of $\sqrt{f}$ in hyperelliptic fields

Классическая проблема периодичности непрерывных дробей элементов гиперэллиптических полей имеет большую и глубокую историю. До сих пор эта проблема была далека от полного решения. Удивительный результат был получен в статье [1] для квадратичных расширений, определяемых кубическими многочленами с коэффициентами из поля рациональных чисел $\mathbb{Q}$: за исключением тривиальных случаев с точностью до эквивалентности существуют только три кубических многочлена над $\mathbb{Q}$, квадратный корень из которых разлагается в периодическую непрерывную дробь в поле формальных степенных рядов $\mathbb{Q}((x))$. С учетом результатов статьи [1] в этой статье полностью решена проблема классификации многочленов $f$, с периодическим разложением $\sqrt{f}$ в непрерывную дробь для эллиптических полей с полем рациональных чисел в качестве поля констант. Библиография: 29 наименований.

On the Period Length of a Functional Continued Fraction over a Number Field

In the classical case, the connection between the periodicity of the continued fraction of $$\sqrt f $$ and the existence of a fundamental unit of the corresponding hyperelliptic field $$\mathcal{L} = K(x)(\sqrt f )$$ , where K is a field of characteristic different from 2, has long been known. For the element $$\sqrt f $$ , the period length of the continued fraction in $$K((1{\text{/}}x))$$ can be trivially estimated from above by the doubled degree of the fundamental unit. Much more complicated and interesting is the problem of estimating (from above) the period length of other elements of $$\mathcal{L}$$ that have a periodic continued fraction. Among these elements, those of the form $$\sqrt f {\text{/}}{{x}^{s}}$$ , $$s \in \mathbb{Z}$$ , play a key role. For such elements, the period length can be many times greater than the double degree of the fundamental unit. In this article, we find upper bounds for the period length of key elements of hyperelliptic fields $$\mathcal{L}$$ over number fields K. An example is found that demonstrates the sharpness of the proven upper bounds.

On the problem of classification of periodic continued fractions in hyperelliptic fields

On the problem of classification of periodic continued fractions in hyperelliptic fields

Периодические элементы $\sqrt f$ в эллиптических полях с полем констант нулевой характеристики

Исследование проблемы периодичности функциональных непрерывных дробей элементов эллиптических и гиперэллиптических полей было начато около 200 лет назад в классических работах Н.~Абеля и П.~Л.~Чебышева. В 2014 году В.~П.~Платоновым был предложен общий концептуальный метод, базирующийся на глубокой связи трех классических проблем: проблема существования и построения фундаментальных $S$-единиц в гиперэллиптических полях, проблема кручения в якобианах гиперэллиптических кривых и проблема периодичности непрерывных дробей элементов в гиперэллиптических полях. В 2015-2019 годах в работах В. П. Платонова с соавторами был достигнут большой прогресс в исследовании проблемы периодичности элементов в гиперэллиптических полях, в особенности в эффективной классификации таких периодических элементов. Так, например, в указанных работах В.~П.~Платонова с соавторами были найдены все эллиптические поля $\mathbb{Q}(x)(\sqrt{f})$ такие, что $\sqrt{f}$ разлагается в периодическую непрерывную дробь в $\mathbb{Q}((x))$, а также были получены дальнейшие продвижения в обобщении указанного результата, как на другие числовые поля констант, так и на гиперэллиптические кривые рода $2$ и выше. В настоящей статье мы приводим полное доказательство анонсированного нами в 2019 году результата о конечности числа эллиптических полей $k(x)(\sqrt{f})$ над произвольным числовым полем $k$ с периодическим разложением $\sqrt{f}$, для которых соответствующая эллиптическая кривая содержит $k$-точку четного порядка не превосходящего $18$ или $k$-точку нечетного порядка не превосходящего $11$. Для произвольного поля $k$ являющегося квадратичным расширением $\mathbb Q$ найдены все такие эллиптические поля, а для поля $k=\mathbb Q$ было получено новое доказательство конечности числа периодических $\sqrt{f}$, не использующее параметризацию эллиптических кривых и точек конечного порядка на них.

О семействах гиперэллиптических кривых над полем рациональных чисел, якобианы которых содержат точки кручения данных порядков

Одной из актуальных современных проблем алгебры и теории чисел является проблема существования и поиска фундаментальных S-единиц в гиперэллиптических полях. Проблема существования и поиска S-единиц в гиперэллиптических полях эквивалентна разрешимости норменного уравнения - функционального уравнения Пелля - с некоторыми дополнительными условиями на вид этого уравнения и его решения. Существуетглубокая связь между точками конечного порядка в якобиевом многообразии (якобиане) гиперэллиптической кривой и нетривиальными S-единицами соответствующего гиперэллиптического поля. Эта связь легла в основу предложенного В. П. Платоновым алгебраического подхода к известной фундаментальной проблеме об ограниченности кручения в якобиевых многообразиях гиперэллиптических кривых. Для эллиптических кривых над полем рациональных чисел проблема кручения была решена Мазуром в 1970-ых годах. Для кривых рода 2 и выше над полем рациональных чисел проблема кручения оказалась значительно сложнее, и пока далека от своего полного решения. Основные результаты, полученные к настоящему времени в этом направлении, относятся к описанию подгрупп кручения якобиевых многообразий конкретных гиперэллиптических кривых, а также к описанию некоторых семейств гиперэллиптических кривых рода g >= 2.В данной статье нами найден новый метод исследования разрешимости функциональных норменных уравнений, дающий полное описание гиперэллиптических кривых над полем рациональных чисел, якобиевы многообразия которых обладают точками кручения данных порядков. Наш метод основан на аналитическом изучении представителей дивизоров конечного порядка в группе классов дивизоров степени ноль и их представлений Мамфорда. В качестве иллюстрации работы нашего метода в данной статье непосредственно найдены все параметрические семейства гиперэллиптических кривых рода два над полем рациональных чисел, якобиевы многообразия которых обладают рациональными точками кручения порядков не превосходящих пяти. Более того, наш метод позволяет определить, какому найденному параметрическому семейству принадлежит данная кривая, якобиан которой обладает точкой кручения порядка, не превосходящего пяти.

On -units for valuations of the second degree in hyperelliptic fields

In this paper we propose a new effective approach to the problem of finding and constructing non-trivial -units of a hyperelliptic field for a set consisting of two conjugate valuations of the second degree. The results obtained are based on a deep connection between the problem of torsion in the Jacobians of hyperelliptic curves and the quasiperiodicity of continued -fractions, that is, generalized functional continued fractions of special form constructed with respect to a valuation of the second degree. We find algorithms for searching for fundamental -units which are comparable in effectiveness with known fast algorithms for two linear valuations.

On the problem of classification of periodic continued fractions in hyperelliptic fields

On the problem of classification of periodic continued fractions in hyperelliptic fields

On $S$-units for valuations of the second degree in hyperelliptic fields

В данной статье предложен новый эффективный подход к проблеме поиска и построения нетривиальных $S$-единиц гиперэллиптического поля $L$ для множества $S=S_h$, состоящего из двух сопряженных нормирований второй степени. Полученные результаты основаны на глубокой связи между проблемой кручения в якобианах гиперэллиптических кривых и квазипериодичностью непрерывных $h$-дробей - обобщенных функциональных непрерывных дробей специального вида, построенных по нормированию второй степени. Найдены алгоритмы для поиска фундаментальных $S_h$-единиц, сравнимые по эффективности с известными быстрыми алгоритмами для двух линейных нормирований. Библиография: 24 наименования.

Критерий периодичности непрерывных дробей ключевых элементов гиперэллиптических полей

Периодичность и квазипериодичность функциональных непрерывных дробей в гиперэллиптическом поле $$L = \mathbb{Q}(x)(\sqrt{f})$$ имеет более сложную природу, чем периодичность числовых непрерывных дробей элементов квадратичных полей. Известно, что периодичность непрерывной дроби элемента $$\sqrt{f}/h^{g+1}$$, построенной по нормированию, связанному с многочленом h первой степени, эквивалентна наличию нетривиальных S-единиц в поле L рода g и эквивалентна наличию нетривиального кручения в группе классов дивизоров. В данной статье найден точный промежуток значений $$s \in \mathbb{Z}$$ таких, что элементы $$\sqrt{f}/h^s$$ имеют периодическое разложение в непрерывную дробь, где $$f \in \mathbb{Q}[x]$$ - свободный от квадратов многочлен четной степени. Для многочленов f нечетной степени проблема периодичности непрерывных дробей элементов вида $$\sqrt{f}/h^s$$ рассмотрена в статье [5], причем там доказано, что длина квазипериода не превосходит степени фундаментальной S-единицы поля L. Проблема периодичности непрерывных дробей элементов вида $$\sqrt{f}/h^s$$ для многочленов f четной степени является более сложной. Это подчеркивается найденным нами примером многочлена f степени 4, для которого соответствующие непрерывные дроби имеют аномально большую длину периода. Ранее в статье [5] также были найдены примеры непрерывных дробей элементов гиперэллиптического поля L с длиной квазипериода значительно превосходившей степень фундаментальной S-единицы поля L.

On S-units for linear valuations and the periodicity of continued fractions of generalized type in hyperelliptic fields

This article proves the equivalence theorem for the following conditions: the periodicity of continued fractions of a generalized type for key elements hyperelliptic field L, the existence in the hyperelliptic field L of nontrivial S-units for sets S, consisting two valuations of degree one, and the existence of the torsion of a certain type in the Jacobian variety, associated with the hyperelliptic field L. This theorem allows in practice using continued fractions of a generalized type effectively search for fundamental S-units of hyperelliptic fields. We give an example of the hyperelliptic field of genus 3, showing all three equivalent conditions in the indicated theorem.

On S-Units for Linear Valuations and the Periodicity of Continued Fractions of Generalized Type in Hyperelliptic Fields

On S-Units for Linear Valuations and the Periodicity of Continued Fractions of Generalized Type in Hyperelliptic Fields

The criterion of periodicity of continued fractions of key elements in hyperelliptic fields

The criterion of periodicity of continued fractions of key elements in hyperelliptic fields