高斯類數問題

高斯類數問題(Gauss class number problem)關於二次域理論中的著名難題.設Q(、/萬)是二次域〔其中整數D不含平方因子),R是其中代數整數(滿足首項係數為1的整係數多項式方程的根)所構成的環.R中的理想按等價關係分類,等價類的個數h (D)稱為Q(丫萬)的類數.德國數學家高斯(Uauss,C. F.)曾提出兩個著名的猜想:

1.類數為1的虛二次域Q(丫二而)只有9個. 它們對應的m =1,2,3,7,11,19,43,67,163.

2.類數為1的實二次域有無窮多.

關於第一個猜想的進展一直緩慢.1934年,海 爾布倫(Heilbronn,H. A.)與林福特(Linfoot)證明 了最多只有10個類數為1的虛二次域.然而,高斯 只列出9個.多年來,第10個域的存在與否一直是 數學家的研究目標.1952年,一位中學教師希格納 ( Heegner , K.)在論文“丟番圖分析與模函式”中給 出了第10個域不存在的證明,但他的證明有一些錯 誤,故沒有引起人們的重視.斯塔爾克(Stark, H. M.)受希格納方法的啟發,設法避開模函式,終於在
1967年證明了類數為1的第10個虛二次域不存 在.而貝克(Baker , A.)在超越數方面的工作,使他 在1967年也完成了第10個域不存在的證明.至此, 高斯關於類數是1的虛二次域的猜想被證實. 1971年,貝克與斯塔爾克利用對數線性無關的 方法各自獨立地證明了共有18個類數為2的虛二 次域Q(、廠扁),它們對應的m = 5,6,10,13,15, 22,35,37,51,58,91,115,123,187,235,267,403, 427.對於類數更大的虛二次域問題是很難求解的. 而類數為1的實二次域是否有無窮多,尚無解決的 希望.日本數學會編的《岩波數學辭典》第二版(1968 年)列出了在1Gm鎮501的範圍里,共有306個無 平方因子的m,類數為1的實二次域Q(、/麗)就有 142個.類數大於1的實二次域,更是難以解決的問 題.

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