几何数论

更新时间:2022-08-25 14:26

几何数论又称数的几何,应用几何方法研究某些数论问题的一个数论分支。在数论中,几何数论研究凸体和在n空间整数点向量问题。几何数论于1910由赫尔曼·闵可夫斯基创立。几何数论和数学其它领域有密切的关系,尤其研究在函数分析和丢番图逼近中,对有理数无理数逼近问题

简介

几何数论是由德国数学家、物理学家闵可夫斯基等人开创和奠基的。主要在于透过几何观点研究整数(在此即格点)的分布情形。几何数论研究的基本对象是“空间格网”。在给定的直角坐标系上,坐标全是整数的点,叫做整点;全部整点构成的组就叫做空间格网。空间格网对几何学和结晶学有着重大的意义。最著名的定理为闵可夫斯基不等式(Minkowski 定理)。由于几何数论涉及的问题比较复杂,必须具有相当的数学基础才可以深入研究。

历史

17~18世纪间,J.-L.拉格朗日和C.F.高斯等就已开始以几何观点研究二次型的算术性质。

1891年,闵科夫斯基发表了关于几何数论的第一篇论文,并于1896年出版了《数的几何学》一书。从此,数的几何成为数论的一个独立分支。

近现代研究

在1930年至1960年的很多数论学家取得了很多成果(包括路易·莫德尔,哈罗德·达文波特和卡尔·路德维希·西格尔)。近年来,Lenstra,奥比昂,巴尔维诺克对组合理论的扩展对一些凸体的格数量进行了列举。

施密特子空间定理;

在几何数论的子空间定理,由沃尔夫冈·施密特在1972年证明;

设n是正整数,如果n个n维线性型L1,...,Ln都具有代数系数,并且是线性无关的,那么对于任何给定的实数ε> 0,所有满足条件: 的n维非零整数点x都在有限多个Q的真子空间内。

重要结论

闵可夫斯基定理,有时也被称为闵可夫斯基第一定理:

假设Γ是在n维欧氏空间R的和K是中心对称凸体, ,则K包含Γ非零的向量。

闵可夫斯基第二定理,是他的第一定理加强。定义K数字λ最大下界,为 λk,称为连续最低。

则λK在Γ中ķ线性无关,则有:

影响

始于闵可夫斯基的几何数论函数分析上产生深远的影响。闵可夫斯基证明,对称凸体诱导有限维向量空间的范数。 ,闵可夫斯基定理柯尔莫哥洛夫,推广到拓扑向量空间柯尔莫哥洛夫指封闭的,有界对称凸集生成Banach空间拓扑。当前Kalton et alia. Gardner对星形集和非凸集取得了一些成果。

数的几何是研究丢番图逼近代数数论的重要工具。

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