Minkowski embedding
Let
is determined by
Fundamental property
Let
where
Proof
Suppose
is an Integral basis for { ๐ผ ๐ } ๐ ๐ = 1 โ O ๐พ . It suffices to show that ๐พ form a basis for { ๐ ( ๐ผ ๐ ) } ๐ ๐ = 1 . To this end, let โ ๐ ๐ด 1 = โก โข โข โข โข โข โข โข โข โข โข โฃ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ โ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฆ โ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โค โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฆ โ M ๐ , ๐ โก ( โ ) be the matrix containing all these embeddings of the
. We now apply the following elementary row operations: ๐ผ ๐
- Add
to ๐ โ ๐ ๐ ( ๐ผ ๐ ) giving โ ๐ ๐ ( ๐ผ ๐ ) ๐ด 2 = โก โข โข โข โข โข โข โข โข โข โข โฃ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฆ โ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โค โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฆ .
- Multiply
by โ ๐ ๐ ( ๐ผ ๐ ) giving โ 2 ๐ ๐ด 3 = โก โข โข โข โข โข โข โข โข โข โข โฃ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โ 2 ๐ โ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฆ โ 2 ๐ โ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โ 2 ๐ โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ โ 2 ๐ โ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โค โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฆ .
- Add
to ๐ ๐ ( ๐ผ ๐ ) giving โ 2 ๐ โ ๐ ๐ ( ๐ผ ๐ ) ๐ด 4 = โก โข โข โข โข โข โข โข โข โข โข โฃ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โโ ๐ 1 ( ๐ผ 1 ) โฏ โโ ๐ 1 ( ๐ผ ๐ ) โฎ โฑ โฎ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โโโ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ 1 ) โฏ โโโ ๐ ๐ 2 ( ๐ผ ๐ ) โค โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฅ โฆ . We see now that
as defined in Discriminant of a separable extension, and thus ๐ด 4 = ๐ ( ๐ผ 1 , โฆ , ๐ผ ๐ ) c o v o l โก ๐ ( O K ) = | d e t ๐ด 1 | = 2 โ ๐ 2 | d e t ๐ ( ๐ผ 1 , โฆ , ๐ผ ๐ ) | = 2 โ ๐ 2 โ | ฮ ๐พ : โ | โ 0 as required.
Norm
This generalizes by ^P1 for an ideal
whence we define the norm on
so that
Properties
Footnotes
-
2022. Algebraic number theory course notes, ยถ3.1, p. 58 โฉ