关于二次型类数的两个猜想的研究

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设d>1是无平方因子的正整数,εd=(m+n(d1/2)/2是二次域Q(d1/2)的基本单位元.孙志宏[Quartic residues and binary qudratic forms,J.Number Theory,113(2005),10-52.]用简化二次型和四次剩余作为工具分别给出了εd是模p的二次剩余或四次剩余的充要条件,其中p是奇素数,并提出以下两个猜想.猜想1设p、q是4k+1形式的素数且(p/q)=1.则有h4(-4pq)=h4(-64pq)=h(-4pq)/8.猜想2设d为无平方因子正整数,m,n∈Z+满足m2-dn2=4,若2+m和2-m是无平方因子的整数,则|N0(m,n,d|=1/8h(-4δ(n,d)2d).其中(*/*)表示Legendre符号,(*/*)4表示四次剩余符号,a,b,c∈Z,(a,b,c)表示二次型ax2+bxy+cy2,[a,b,c]表示二次型(a,b,c)所在的等价类,D=b2-4ac为二次型的判别式.记判别式为D的二次型等价类群为H(D)={[a,b,c]|b2-4ac=D,gcd(a,b,c)=1},其四次幂子群记为H4(D)={[a,b,c]4|[a,b,c]∈H(D)},h(D)和h4(D)分别表示群H(D)及H4(D)的阶.记集合Nj(m,n,d)={[a,2b,c]|b2-ac=-δ(n,d)2d,a=(-1)j mod 4,(a,b)=1,j∈{0,1},δ(n,d)∈{1,2,4,8)具体由n,d确定.本文第三章给出猜想1的一些反例.先给出搜索原理和算法,再针对[1,1000]内4k+1形式的素数p,q(p<q<1000,(p/q)=1)用计算机直接计算相应的h(-4pq),h4(-4pq),h4(-64pq),然后给出当(p,q)=(17,89)时有1=h4(-4pq)≠h(-4pq)/8=2,1=h4(-4pq)≠h4(-64pq)=2,从而否定了此猜想.第四章我们对猜想2做了初步研究.先给出搜索原理和程序设计,再利用计算机验证了当d∈[3,500]且d无平方因子时有|N0(m,n,d)|=|N1(m,n,d)|=1/8h(-4δ(n,d)2d),其中m,n∈Z+满足m2-dn2=4,从而支持孙的第二个猜想成立.
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