Hilbert-Symbol

Das Hilbert-Symbol (nach David Hilbert) ist eine Kurzschreibweise, die in der algebraischen Zahlentheorie verwendet wird. Für einen lokalen Körper K {\displaystyle K} mit der multiplikativen Gruppe K {\displaystyle K^{*}} ist es definiert als die folgende Abbildung:

K × K { 1 , 1 } ( a , b ) { 1 , falls   z 2 = a x 2 + b y 2   eine nicht - triviale Lsg.   ( x , y , z ) K 3   besitzt ; 1 , sonst {\displaystyle {\begin{aligned}K^{*}\times K^{*}&\rightarrow \{-1,1\}\\(a,b)&\mapsto {\begin{cases}1,&{\text{falls}}\ z^{2}=ax^{2}+by^{2}\ {\text{eine nicht}}{\mbox{-}}{\text{triviale Lsg.}}\ (x,y,z)\in K^{3}\ {\text{besitzt}};\\-1,&{\text{sonst}}\end{cases}}\end{aligned}}}

Hierbei heißt eine Lösung trivial, wenn x = y = z = 0 {\displaystyle x=y=z=0} gilt.

Eigenschaften

  • Ein Element a {\displaystyle a} in K {\displaystyle K^{*}} ist ein Quadrat genau dann, wenn ( a , b ) = 1 {\displaystyle (a,b)=1} für alle b K {\displaystyle b\in K^{*}} gilt.
  • Für alle a , b {\displaystyle a,b} in K {\displaystyle K^{*}} gilt: ( a , b ) = ( b , a ) {\displaystyle (a,b)=(b,a)} .
  • Für alle a , b 1 , b 2 {\displaystyle a,b_{1},b_{2}} in K {\displaystyle K^{*}} gilt: ( a , b 1 b 2 ) = ( a , b 1 ) ( a , b 2 ) {\displaystyle (a,b_{1}b_{2})=(a,b_{1})(a,b_{2})} .
  • Für alle a {\displaystyle a} in K {\displaystyle K^{*}} mit a 1 {\displaystyle a\neq 1} gilt ( a , 1 a ) = 1 {\displaystyle (a,1-a)=1} .

Literatur

  • Jean-Pierre Serre: A course in arithmetic (= Graduate Texts in Mathematics. Bd. 7). Springer, New York NY u. a. 1973, ISBN 3-540-90040-3.

Weblinks

  • Todd Rowland: Hilbert Symbol. In: MathWorld (englisch).