关于Husemöller《椭圆曲线》中定理4.1反向推导证明的困惑求助
关于Husemöller《椭圆曲线》中定理4.1反向推导证明的困惑求助
各位好,我最近在啃Husemöller的《椭圆曲线》,卡在了定理4.1的反向推导上,实在搞不定,来求助大家!
先补充一下背景:Anthony Knapp的《Elliptic curves》第85页有相关证明,但我主要卡在Husemöller的版本里——第二版第38页、第一版第37页的这个定理:
(4.1) Theorem : 设$E$是定义在域$k$上的椭圆曲线,方程为
$$y^2 = (x-\alpha)(x-\beta)(x-\gamma) = x^3 + ax^2 +bx + c \ \text{其中} \ \alpha, \beta, \gamma \in k.$$
对于$(x',y') \in E(k)$,存在$(x,y) \in E(k)$使得$2(x,y)=(x',y')$当且仅当$x'-\alpha$、$x'-\beta$、$x'-\gamma$都是$k$中的平方元。
我能理解正向推导的部分——如果$-\alpha$、$-\beta$、$-\gamma$都是平方元,那存在$(x,y)$满足$2(x,y)=(0,y')$。但反向推导死活绕不过来:如果存在这样的$(x,y)$,为什么$-\alpha$、$-\beta$、$-\gamma$必须全是$k$中的平方元呢?
我注意到作者在证明过程中,找$2(x,y)=(0,y')$的解时,会把$(x'-\alpha)$这类项替换成$\alpha$之类的。我自己也试过一些思路:
- 一开始想过“三个平方根的和不是有理数”,但马上就被反例打脸了:$\sqrt{8} + \sqrt{18} -\sqrt{50} = 0$,这说明这个思路根本不成立。
- 后来又试着看加倍公式里的四个$\lambda$,尤其是把$\lambda_1$和$\lambda_2$加起来想找矛盾,但问题在于我没法确定这两个$\lambda$都属于域$k$——我只知道因为存在$k$上的点$(x,y)$,所以至少有一个$\lambda$是$k$中的元素,但没法保证全部都是。
这问题卡我好几天了,快把我逼疯了,有没有大佬能指点一下?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Identity
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