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有限域上亏格三曲线上有理点的最大或最小个数。 (英文) Zbl 1031.11038号

设(C)是在(q)元的有限域(F{q})上定义的亏格(g)的光滑投影代数曲线。然后,由Serre改进的Weil定界表示其有理点的数量(N(C))由\[N(C)\leq q+1+g地板{2\sqrt q}地板。\]
如果我们用\(N_q(g)\)(分别为\(M_q(g)\))表示\(N(C)\)的最大值(分别为最小值)为\(C\),则一个自然的问题是:对于\(g\)的哪些值,Serre Weil上界和\(N_q(g)\)有界为\(q\)变化时的差值?本文回答了当(g=3)和任意(q)时的这个问题。
对于\(g=1\)和任何\(q\),in[W.C.Waterhouse公司,《科学年鉴》。埃及。标准。上级。,四、 Sér。2, 521-560 (1969;Zbl 0188.53001号)],表明上述差异是\(0\)或\(1\)。对于\(g=2\)和所有\(q\),in[J.-P.塞雷,C.R.学院。科学。,巴黎,Sér。I 296397-402(1983年;Zbl 0538.14015号)]证明了这种情况下的差异小于或等于\(3)。在这项工作中,作者表明,对于(g=3)和所有(q),最大值或最小值都在Serre-Weil界的(3)之内。
主要定理的证明使用了Serre的厄米模理论,该理论在Serre的附录中有详细说明。该理论给出了\(F_q\)上的阿贝尔变异范畴与有限型无扭模范畴之间的等价性,其中\(R_d=Z[\pi]\),\(F_q\)是\(E\)的副本的乘积(其中\(E\)是在\(F_q\)上定义的普通椭圆曲线),和(d)与(E)的有理点的个数有关。
首先,他们列出一条曲线的可能zeta函数,该曲线的有理点数量接近Weil界。作用于曲线雅可比数(zeta函数的分子)上的Frobenius的特征多项式通过Tate定理确定了阿贝尔簇的等代类型。对于每个zeta函数,使用前面提到的类别等价性来研究相应的同系类型。由于某些曲线的雅可比矩阵与唯一椭圆曲线副本的乘积不相等,作者还考虑了不同同系类型的阿贝尔变种上极化的粘合。在无法粘合的情况下,作者获得了上界的改进。
根据给定行列式的某些环上不可分解Hermitian形式的存在与否,将证明分为不同的情况。在附录中,阿贝尔变种的极化被转化为R模上的正定厄米特形式,并指出极化是主的当且仅当厄米特类型具有判别式时。对于绝对不可约曲线,正则极化对应于判别模的不可分解厄米模。这种对应关系在证明中用于两个方向,以确定某一类型的曲线是否存在,取决于判别式的不可分解厄米特模的存在与否。

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