■フェルマーが考察した3つの問題(その9)
楕円曲線:y^2=x^3+k (k:整数)
の有理点に関して,たとえば,
k=−2:無限に多くの有理点をもつ
k=1 :(0,±1),(−1,0),(2,±3)以外に有理点をもたない
k=−5:決して有理点をもたない
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y^2=x^3+2では整数点(-1,±1)が見つけられます。
一般に、y^2=x^3+ax+bとy=px+qの交点のx座標は(px+q)^2=x^3+ax+bの解として得られますが、直線y=px+qが2個の有理点を結んだものとすると2個は選んだ点なので有理数、また、3根の和はp^2なので、残りの1個も有理数となります。
y^2=x^3+2の場合は整数点(-1,1)で接線を引くと
2yy'=3x^2,y'=3x^2/2y=3/2
y-1=3/2・(x+1)、y=3/2・(x+5/3)
9/4(x^2+10/3x+25/9)=x^3+2
9(x^2+10/3x+25/9)=4x^3+8
9x^2+30x+25=4x^3+8
2601/16+510/4+25=4913/16+8
2601+2040+400=4913+128=5041
(17/4,71/8)はy^2=x^3+2上の有理点である。→芋づる式に有理点を見つけ出すことができて、無限に多くの有理点をもつことがわかる
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y^2=x^3+17では整数点(-1,±4)が見つけられます。→芋づる式に有理点を見つけ出すことができて、無限に多くの有理点をもつことがわかる
(4,9)を出発点とすると→芋づる式に有理点を見つけ出すことができて、無限に多くの有理点をもつことがわか
したがって、無限個の有理点が2セットあることになる(ランク2)
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y^2=x^3ー82xでは無限個の有理点が3セットある(ランク3)
y^2=x^3ーx^2ー24649x+1355209では無限個の有理点が4セットある(ランク4)
楕円曲線が与えられたとき、そのランクはどうすれば決定できるのか?は超難問でしたが、それに対してはBSD予想がたてられています。
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