有限域上椭圆曲线m-挠群结构的命题验证疑问及Sage实现求助
有限域上椭圆曲线m-挠群结构的命题验证疑问及Sage实现求助
我在De Feo的论文里看到了命题4的内容,原文是这样的:
设$E$是定义在域$k$上的椭圆曲线,$m\neq0$是整数。$E$的$m$-挠群记为$E[m]$,其结构如下:
- 若$k$的特征不整除$m$,则$E[m]\simeq(\mathbb Z / m \mathbb Z)^2$;
- 若$k$的特征为$p>0$,则对任意$i\geq0$,有
$$
E[p^i] \simeq
\begin{cases}
\mathbb Z/p^i\mathbb Z & \textrm{或} \
{ \mathcal O } &
\end{cases}
$$
此外,若对任意$i\geq0$都有$E[p^i]\simeq {\mathcal O}$,则称该椭圆曲线为超奇异椭圆曲线,其余的则称为普通椭圆曲线。
但我实在搞不懂这个定理为什么成立,而且在Sage里也没法复现这些结论,特来求助。
我对相关定义的理解
就我目前的认知:
- 有理数域上椭圆曲线的挠子群就是所有有限阶点的集合,这些点可以用Nagell-Lutz定理找到;
- $m$-挠群应该就是满足$[m]P=\mathcal O$的点$P$的集合,所以2-挠点肯定满足$y=0$。
我遇到的反例
第一个反例:$\mathbb F_{17}$上的$E:y2=x3+1$,$m=2$
$k=\mathbb F_{17}$的特征是17,显然不整除2,按照命题应该有$E[2]\simeq(\mathbb Z/2\mathbb Z)^2$,也就是$E[2]$应该有4个元素。但我用Sage跑了代码,结果只有2个点:
m = 2 k = GF(17) E = EllipticCurve(k, [0, 1]) print([pt for pt in E.points() if m*pt == E(0, 1, 0)])
这个结果和命题的结论不符,我完全搞不懂哪里出问题了。
第二个反例:$\mathbb F_{13}$上的同一条曲线$E:y2=x3+1$
Sage告诉我这条曲线在$\mathbb F_{13}$上是普通椭圆曲线,按照命题,应该有$E[13^i]\simeq\mathbb Z/13^i\mathbb Z$对任意$i\geq0$成立,但我用类似的代码跑出来,$E[13^i]$里只有单位元$\mathcal O$。
我的另一个想法
我看到很多资料里都提到了$k$的代数闭包$\bar k$,但我不明白这和De Feo的命题有什么关系,而且有限域的代数闭包上的椭圆曲线性质和原域上的差很多,Sage里处理起来也不一样,这部分实在摸不着头脑。
我想请教的问题
恳请大佬们帮我解答以下任意一个问题:
- De Feo的这个命题背后的推导逻辑是什么?
- 怎么判断一条曲线是超奇异的?在Sage里怎么通过点的阶来验证?
- 我上面的反例里到底哪里错了?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者jorisperrenet
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