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수학노트
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==개요==
 
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* [[아벨-야코비 정리]]에서 야코비 반전 (jacobi inversion) 문제를 해결하기 위해 도입
 
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* $\mathcal{H}_g=\left\{\tau \in M_{g \times g}(\mathbb{C}) \ \big| \ \tau^{\mathrm{T}}=\tau, \textrm{Im}(\tau) \text{  positive definite} \right\}$
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* $\mathcal{H}_g=\left\{\tau \in M_{g \times g}(\mathbb{C}) \ \big| \ \tau^t=\tau, \textrm{Im}(\tau) \text{  positive definite} \right\}$
 
* $\Omega\in \mathcal{H}_g$, $\mathbb{z}\in \mathbb{C}^g$
 
* $\Omega\in \mathcal{H}_g$, $\mathbb{z}\in \mathbb{C}^g$
 
* 리만세타함수 $\Theta: \mathcal{H}_g\times \mathbb{C}^g\to \mathbb{C}$ 를 다음과 같이 정의 ($\mathbf{\nu _1}, \mathbf{\nu _2}\in \mathbb{C}^g$ : characteristic)
 
* 리만세타함수 $\Theta: \mathcal{H}_g\times \mathbb{C}^g\to \mathbb{C}$ 를 다음과 같이 정의 ($\mathbf{\nu _1}, \mathbf{\nu _2}\in \mathbb{C}^g$ : characteristic)
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==모듈라 성질==
 
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===사교군===  
 
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* $\Gamma_g:=\operatorname{Sp}(2g,\Z)=\{M\in \operatorname{GL}(2g,\mathbb{Z})|M^T J_{g} M = J_{g}\}$
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* $\Gamma_g:=\operatorname{Sp}(2g,\Z)=\{M\in \operatorname{GL}(2g,\mathbb{Z})|M^t J_{g} M = J_{g}\}$
 
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* 지겔 상반 공간 $\mathcal{H}_g$
 
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\mathcal{H}_g=\left\{\tau \in \operatorname{Mat}_{g \times g}(\mathbb{C}) \ \big| \ \tau^{\mathrm{T}}=\tau, \textrm{Im}(\tau) \text{  positive definite} \right\}
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\mathcal{H}_g=\left\{\tau \in \operatorname{Mat}_{g \times g}(\mathbb{C}) \ \big| \ \tau^t=\tau, \textrm{Im}(\tau) \text{  positive definite} \right\}
 
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* 사교군 $\Gamma_g$ 은 $\mathcal{H}_g$에 다음과 같이 작용
 
* 사교군 $\Gamma_g$ 은 $\mathcal{H}_g$에 다음과 같이 작용
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* $C\tau + D$는 가역이고, $\Im{\gamma(\tau)}>0 $임을 확인
 
* $C\tau + D$는 가역이고, $\Im{\gamma(\tau)}>0 $임을 확인
* 이구사 부분군 $\Gamma_{1,2}=\{\gamma\in \Gamma_g|Q(\gamma \mathbf{x})=Q(\mathbf{x}) \pmod 2\}$, 여기서 $\mathbf{x}=(\mathbf(x_1),\mathbf(x_2))\in \mathbb{Z}^g\times \mathbb{Z}^g=\mathbb{Z}^{2g}$, $Q(\mathbf{x})=\mathbf(x_1)^{\mathrm{T}} \cdot\mathbf(x_2)$
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* 이구사 부분군 $\Gamma_{1,2}=\{\gamma\in \Gamma_g|Q(\gamma \mathbf{x})=Q(\mathbf{x}) \pmod 2\}$, 여기서 $\mathbf{x}=(\mathbf(x_1),\mathbf(x_2))\in \mathbb{Z}^g\times \mathbb{Z}^g=\mathbb{Z}^{2g}$, $Q(\mathbf{x})=\mathbf(x_1)^t \cdot\mathbf(x_2)$
 
* $\gamma=\begin{pmatrix}A & B \\ C & D \\ \end{pmatrix}\in \Gamma_{1,2}$는 $A^tC, B^tD$의 대각성분이 짝수라는 사실과 동치
 
* $\gamma=\begin{pmatrix}A & B \\ C & D \\ \end{pmatrix}\in \Gamma_{1,2}$는 $A^tC, B^tD$의 대각성분이 짝수라는 사실과 동치
  
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$\gamma=\begin{pmatrix}A & B \\ C & D \\ \end{pmatrix}\in \Gamma_{1,2}$, $\mathbf{z}\in \mathbb{C}^g$, $\tau\in \mathcal{H}_g$에 대하여 다음이 성립한다
 
$\gamma=\begin{pmatrix}A & B \\ C & D \\ \end{pmatrix}\in \Gamma_{1,2}$, $\mathbf{z}\in \mathbb{C}^g$, $\tau\in \mathcal{H}_g$에 대하여 다음이 성립한다
 
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\theta \left(^t(C\tau + D)^{-1}\mathbf{z}, (A\tau+B)(C\tau + D)^{-1}\right)=\zeta_{\gamma}\det(C\tau+D)^{1/2}\exp(\pi i\cdot ^t\mathbf{z}(C\tau+D)^{-1}C\mathbf{z})\theta(\mathbf{z},\tau)
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\theta \left(((C\tau + D)^{-1})^t \mathbf{z}, (A\tau+B)(C\tau + D)^{-1}\right)=\zeta_{\gamma}\det(C\tau+D)^{1/2}\exp(\pi i\cdot ^t\mathbf{z}(C\tau+D)^{-1}C\mathbf{z})\theta(\mathbf{z},\tau)
 
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여기서 $\zeta_\gamma$는 $\gamma$에 의존하는 적당한 8-th root of unity
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==예:자코비 세타함수==
 
==예:자코비 세타함수==

2015년 4월 27일 (월) 06:06 판

개요

  • 아벨-야코비 정리에서 야코비 반전 (jacobi inversion) 문제를 해결하기 위해 도입
  • $\mathcal{H}_g=\left\{\tau \in M_{g \times g}(\mathbb{C}) \ \big| \ \tau^t=\tau, \textrm{Im}(\tau) \text{ positive definite} \right\}$
  • $\Omega\in \mathcal{H}_g$, $\mathbb{z}\in \mathbb{C}^g$
  • 리만세타함수 $\Theta: \mathcal{H}_g\times \mathbb{C}^g\to \mathbb{C}$ 를 다음과 같이 정의 ($\mathbf{\nu _1}, \mathbf{\nu _2}\in \mathbb{C}^g$ : characteristic)

$$ \Theta \left[ \begin{array}{c} \mathbf{\nu _1} \\ \mathbf{\nu _2} \\ \end{array} \right] (\Omega ,\mathbf{z}) =\sum_{{\mathbf{n}\in{\mathbb Z}^g}} e^{2 \pi i \left(\frac{1}{2}\left(\mathbf{\nu _1}+ \mathbf{n} \right)\Omega \left(\mathbf{\nu _1}+ \mathbf{n} \right)+ \left(\mathbf{\nu _1}+ \mathbf{n}\right)\left(\mathbf{\nu _2}+\mathbf{z}\right)\right)} $$

  • characteristic이 $\mathbf{\nu _1}=\mathbf{\nu _2}=0\in \mathbb{C}^g$인 경우

$$ \Theta \left[ \begin{array}{c} \mathbf{0} \\ \mathbf{0} \\ \end{array} \right] (\Omega ,\mathbf{z})=\sum_{{\mathbf{n}\in{\mathbb Z}^g}}e^{{2\pi i\left(\frac{1}{2}\mathbf{n}\cdot\boldsymbol{\Omega}\cdot\mathbf{n}+\mathbf{n}\cdot\mathbf{z}\right)}} $$


모듈라 성질

사교군

  • $\Gamma_g:=\operatorname{Sp}(2g,\Z)=\{M\in \operatorname{GL}(2g,\mathbb{Z})|M^t J_{g} M = J_{g}\}$

여기서 $$ J_{g} =\begin{pmatrix}0 & I_g \\-I_g & 0 \\\end{pmatrix} $$

  • $2g\times 2g$ 행렬

$$M=\begin{pmatrix}A & B \\ C & D \\\end{pmatrix}\in \Gamma_g,$$ $$ \begin{align} A^tC=C^tA \\ B^tD=D^tB \\ A^tD-C^tB= I_g \end{align} $$

  • 지겔 상반 공간 $\mathcal{H}_g$

$$ \mathcal{H}_g=\left\{\tau \in \operatorname{Mat}_{g \times g}(\mathbb{C}) \ \big| \ \tau^t=\tau, \textrm{Im}(\tau) \text{ positive definite} \right\} $$

  • 사교군 $\Gamma_g$ 은 $\mathcal{H}_g$에 다음과 같이 작용

$$ \tau\mapsto \gamma(\tau)=(A\tau +B)(C\tau + D)^{-1} $$

  • $C\tau + D$는 가역이고, $\Im{\gamma(\tau)}>0 $임을 확인
  • 이구사 부분군 $\Gamma_{1,2}=\{\gamma\in \Gamma_g|Q(\gamma \mathbf{x})=Q(\mathbf{x}) \pmod 2\}$, 여기서 $\mathbf{x}=(\mathbf(x_1),\mathbf(x_2))\in \mathbb{Z}^g\times \mathbb{Z}^g=\mathbb{Z}^{2g}$, $Q(\mathbf{x})=\mathbf(x_1)^t \cdot\mathbf(x_2)$
  • $\gamma=\begin{pmatrix}A & B \\ C & D \\ \end{pmatrix}\in \Gamma_{1,2}$는 $A^tC, B^tD$의 대각성분이 짝수라는 사실과 동치


모듈라 변환

정리

$\gamma=\begin{pmatrix}A & B \\ C & D \\ \end{pmatrix}\in \Gamma_{1,2}$, $\mathbf{z}\in \mathbb{C}^g$, $\tau\in \mathcal{H}_g$에 대하여 다음이 성립한다 $$ \theta \left(((C\tau + D)^{-1})^t \mathbf{z}, (A\tau+B)(C\tau + D)^{-1}\right)=\zeta_{\gamma}\det(C\tau+D)^{1/2}\exp(\pi i\cdot ^t\mathbf{z}(C\tau+D)^{-1}C\mathbf{z})\theta(\mathbf{z},\tau) $$ 여기서 $\zeta_\gamma$는 $\gamma$에 의존하는 적당한 8-th root of unity


예:자코비 세타함수

$$ \begin{align*} \theta_{11}(z;\tau) &:= \Theta \left[ \begin{array}{c} 1/2 \\ 1/2 \\ \end{array} \right](\tau ,z) = \sum_{n \in \mathbb{Z}} q^{\frac{1}{2} \left( n+ \frac{1}{2} \right)^2} \, \E^{2 \pi i \left(n+\frac{1}{2} \right) \, \left( z+\frac{1}{2} \right) } \\ \theta_{10}(z;\tau) &:= \Theta \left[ \begin{array}{c} 1/2 \\ 0 \\ \end{array} \right](\tau ,z) = \sum_{n \in \mathbb{Z}} q^{\frac{1}{2} \left( n + \frac{1}{2} \right)^2} \, \E^{2 \pi i \left( n+\frac{1}{2} \right) z} \\ \theta_{00} (z;\tau) &:= \Theta \left[ \begin{array}{c} 0 \\ 0 \\ \end{array} \right](\tau ,z) = \sum_{n \in \mathbb{Z}} q^{\frac{1}{2} n^2} \, \E^{2 \pi i n z} \\ \theta_{01} (z;\tau) &:= \Theta \left[ \begin{array}{c} 0 \\ 1/2 \\ \end{array} \right](\tau ,z) = \sum_{n \in \mathbb{Z}} q^{\frac{1}{2} n^2} \, \E^{2 \pi i n \left( z+\frac{1}{2} \right) } \end{align*} $$


역사


메모


관련된 항목들


사전 형태의 자료


에세이


관련논문

  • Beshaj, L., A. Elezi, and T. Shaska. “Theta Functions of Superelliptic Curves.” arXiv:1503.00297 [math], March 1, 2015. http://arxiv.org/abs/1503.00297.
  • Matsuda, Kazuhide. “The Algebraic Structure of Certain Theta Constants.” arXiv:1410.4153 [math], October 14, 2014. http://arxiv.org/abs/1410.4153.
  • Gelca, Razvan, and Alastair Hamilton. 2014. “The Topological Quantum Field Theory of Riemann’s Theta Functions.” arXiv:1406.4269 [math-Ph], June. http://arxiv.org/abs/1406.4269.