设和为正整数。设为中次数最多为d的齐次多项式使得
V():={(...: x_0,...,x_0,...,}
是个有限集;这里是指n维复射影空间。证明:V()的元素个数至多是 。
这个证明的关键在于理解复射影空间中的齐次多项式的零集的性质,以及如何利用这些性质来估计多个多项式的零集的元素个数。通过组合原理,我们能够得出一个关于零集元素个数的上界。
证:
1.问题条件:
-
和 为正整数。
-
是 中次数至多为的齐次多项式。
-
是有限集。
2.单个多项式零集的性质:
在中,单个次数为的齐次多项式的零集是一个代数簇。对于齐次多项式,其零集 是中的一个超曲面。
3.多个多项式的零集的关系:
当我们考虑多个齐次多项式 的零集时,是这些超曲面的交集。根据条件,是一个有限集,这表明这些超曲面是“横截的”,即它们的交集是有限个点。
4.元素个数的估计:
我们需要估计 的元素个数。一个有力的工具是贝祖定理(Bezout's theo- rem)。贝祖定理指出,如果我们有 个齐次多项式 ,其中每个多项式的次数分别为,那么这些多项式的零集的点数(在一般位置下)最多是。
在我们的情况下,假设(即我们有个多项式),并且每个多项式的次数至多为。根据贝祖定理,的点数至多是。
如果(即多项式的数量少于变量的数量),我们可以通过添加个次数为的随机齐次多项式来补足,这样不改变原问题的性质。根据贝祖定理,新的系统的解的点数仍然至多是。
综上,的元素个数至多是。
参考资料:裴蜀定理(贝祖定理)
数学定理
在数论中,裴蜀定理是一个关于最大公约数(或最大公约式)的定理,裴蜀定理得名于法国数学家艾蒂安·裴蜀。
裴蜀定理说明了对任何整数 a、b和它们的最大公约数 d ,关于未知数 x以及 y 的线性的丢番图方程(称为裴蜀等式)。
简介
裴蜀定理(或贝祖定理)得名于法国数学家艾蒂安·裴蜀,说明了对任何整数a、b和它们的最大公约数d,关于未知数x和y的线性不定方程(称为裴蜀等式):若a,b是整数,且gcd(a,b)=d,那么对于任意的整数x,y,ax+by都一定是d的倍数,特别地,一定存在整数x,y,使ax+by=d成立。
它的一个重要推论是:a,b互质的充分必要条件是存在整数x,y使ax+by=1。
n个整数间的裴蜀定理
设a1,a2,a3......an为n个整数,d是它们的最大公约数,那么存在整数x1......xn使得x1a1+x2a2+...xn*an=d。
特别来说,如果a1...an存在任意两个数是互质的(不必满足两两互质),那么存在整数x1......xn使得x1a1+x2a2+...xn*an=1。证法类似两个数的情况。
任意主理想环上的情况
裴蜀可以推广到任意的主理想环上。设环A是主理想环,a和b 为环中元素,d是它们的一个最大公约元,那么存在环中元素x和y使得:
ax + by = d
这是因为在主理想环中,a和b的最大公约元被定义为理想aA + bA的生成元。
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