Часть полного текста документа:Неопределенные бинарные квадратичные формы Введение Основоположником теории квадратичных форм является французский математик Лагранж. Им была доказана конечность числа классов бинарных квадратичных форм заданного дискриминанта. Начинается арифметическая теория квадратичных форм с утверждения Ферма о существовании простых чисел суммой двух квадратов. Теория квадратичных форм продолжала развиваться. Гаусс также вводит много новых понятий. Гауссу сумел получить доказательства трудных и глубоких теорем теории чисел. В данной работе исследуются предварительные общие сведения о бинарных квадратичных формах. Приведено элементарное доказательство известной оценки для числа приведенных неопределенных бинарных квадратичных форм заданного дискриминанта. Здесь рассмотрены периоды неопределенных квадратичных форм, также решены два вопроса о двусторонних формах. Также приведены доказательства, что диагональные формы одного и того же положительного дискриминанта не эквивалентны. Предварительные сведения о бинарных квадратичных форм Определим общие понятия и свойства, которые прямым образом касаются бинарных квадратичных форм. Однородный многочлен второй степени от двух переменных называется бинарной квадратичной формой: (1) где -вещественные числа. Соответственно используемые коэффициенты в данной формуле - являются первым, вторым и третьим коэффициентами . Для наглядности эту формулу будем обозначать через , получим: В теории форм над кольцами и в первую очередь над кольцом целых чисел более предпочтительной является запись вида (1). В теории квадратичных форм над полями приведены формы, у которых второй коэффициент без множителя , т. е.: Если в бинарной квадратичной форме (1) коэффициенты являются целыми числами, тогда эту форму называют классической целой или целочисленной по Гауссу. В данной работе классические квадратичные формы будем называть численными. Если существует линейная подстановка переменных (2) с целыми коэффициентами и определителем , переводящая форму в форму , такая, что выполняется равенство , (3), тогда бинарные целочисленные квадратичные формы и называются собственно эквивалентными. Иначе, если целочисленная подстановка (2) с определителем переводит форму в форму , бинарные квадратичные формы называются несобственно-эквивалентными. Полученные эквивалентные формы обозначим следующим образом: ~ Из (2) и (3) вытекают соотношения, связывающие коэффициенты двух эквивалентных форм и . (4) Эквивалентные бинарные квадратичные формы имеют один и тот же дискриминант, т.е. число бинарной квадратичной формы Предположим, что собственно или несобственно эквивалентна форме . Значит, опираясь на определение об эквивалентности, можно сказать, что есть такие целые числа с определителем , при которых выполняются соотношения (4). Отсюда следует: Эквивалентные бинарные квадратичные формы представляют одно и то же множество целых чисел. ............ |