内容简介
     《数论1:Fermat的梦想和类域论》起点低,但内容丰富,包括了现代数论的基本知识,如:椭圆曲线、p进数、代数数域、局部-整体方法等。该书的主要目标是证明数论的高峰之一:类域论。在以往的数论书籍中,代数数论、椭圆曲线、类域论是分开的三《数论1:Fermat的梦想和类域论》,但《数论1:Fermat的梦想和类域论》在有限的篇幅内,将三者巧妙地融为一体,使读者能很快地达到数论的一个高峰。开篇通过介绍Fermat的工作,给出了现代数论的一些定理的背景和意义。对于初学者难以掌握的类域论,专门有一章介绍类域论的背景和主要定理的意义。类域论的主要定理通过应用函数计算Brauer群而得到证明。《数论1:Fermat的梦想和类域论》的另一特点是先承认一些结论,然后推导出一些进一步的结果,而将它们的证明放在一起一个一个地进行。
  《数论1:Fermat的梦想和类域论》的第零章通过介绍Fermat的工作和结果,从而窥见丰富的、深奥的数的世界。一章以Fermat的工作为起点,介绍椭圆曲线的基本知识。第二章介绍p进数及二次曲线的Hasse原理。第三章介绍了涵数在整点的特殊值。这几章适合于仅知道群、环、域概念的低年级本科生。后面几章关于代数数论和类域论的内容适合于高年级本科生和研究生学习。     
作者简介
     加藤和也,1952年出生,1975年毕业于东京大学理学院数学系,现任京都大学研究生院理学研究科教授,专业:数论。
  黑川信重,1952年出生,1975年毕业于东京工业大学理学院数学系,现任东京工业大学研究生院理工学研究科教授,专业:数论。
  斋藤毅,1961年出生,1984年毕业于东京大学理学院数学系,现任东京大学研究生院数理科学研究科教授,专业:数论。     
内页插图
          目录
   中文版序言
前言
写在单行本发行之际
理论的概要及目标
数学记号与用语
第零章  序——Fermat和数论
§0.1  Fermat以前
§0.2  素数与二平方和
§0.3  p=x2+2y2,p=x2+3y2
§0.4  Pell方程
§0.5  3角数,4角数,5角数
§0.6  3角数,平方数,立方数
§0.7  直角三角形与椭圆曲线
§0.8  Fermat大定理
习题
第一章  椭圆曲线的有理点
§1.1  Fermat与椭圆曲线
§1.2  椭圆曲线的群结构
§1.3  Mordell定理
小结
习题
第二章  二次曲线与p进数域
§2.1  二次曲线
§2.2  同余式
§2.3  二次曲线与二次剩余符号
§2.4  p进数域
§2.5  p进数域的乘法构造
§2.6  二次曲线的有理点
小结
习题
第三章  ζ
§3.1  ζ函数值的三个奇特之处
§3.2  在正整数处的值
§3.3  在负整数处的值
小结
习题
第四章  代数数论
§4.1  代数数论的方法
§4.2  代数数论的核心
§4.3  虚二次域的类数公式
§4.4  Fermat大定理与Kummer
小结
习题
第五章  何谓类域论
§5.1  类域论的现象的例子
§5.2  分圆域与二次域
§5.3  类域论概述
小结
习题
第六章  局部与整体
§6.1  数与函数的惊人类似
§6.2  素点与局部域
§6.3  素点与域扩张
§6.4  阿代尔(adele)环与伊代尔(idele)群
小结
习题
第七章  ζ(Ⅱ)
§7.1  ζ的出现
§7.2  Riemann ζ 与Dirichlet L
§7.3  素数定理
§7.4  Fp[T]的情形
§7.5  Dedekind ζ与Hecke L
§7.6  素数定理的一般程式
小结
习题
第八章  类域论(Ⅱ)
§8.1  类域论的内容
§8.2  整体域和局部域上的可除代数
§8.3  类域论的证明
小结
习题
附录A  Dedekind环汇编
§A.1  dedekind环的定义
§A.2  分式理想
附录B  Galois理论
§B.1  Galois理论
§B.2  正规扩张与可分扩张
§B.3  范与迹
§B.4  有限域
§B.5  无限GaloiS理论
附录C  素数的威力
§C.1  Hensel引理
§C.2  Hasse原理
问题解答
习题解答
索引      
精彩书摘
     表现为整数比的数是有理数,我们看到它们在由实数构成的数直线上没有空隙地满满地排列着,但实际上却存在像、根号5这样的不是有理数的实数。这个事实用我们的肉眼难于判断,而虽然只有经古希腊数学所得到的所谓“证明”方法之后才认知了这个事实,但据说Pythagora8本人对于亲自证明了无理数存在这件事则深感惊恐,因不知对此该如何解释而苦恼。(Pythagoras把无理数存在这件事看成是神的失败,从而禁止弟子们向外人说出此事,据传说,有破坏了禁令的弟子因冒犯神灵罪被乘船抛海而丧命。)
  公元前3世纪左右写就的集古希腊数学之大成的Euclid的《几何原本》中,关于数方面写了“存在无限多个素数”的证明以及关于最大公约数、最小公倍数等等(《几何原本》全部13卷中的第7卷和第9卷)。在《几何原本》中还谈及上述的无理数存在问题,即关于“以整数比(有理数)为出发点如何得出实数”这样的问题,从而展开了更高层次的实数理论的讨论(《几何原本》第5卷)。这个使PythagoraS烦恼的,而《几何原本》却讨论了很多的“从有理数为出发点如何得出实数”的问题,在很远以后的19世纪才给出了完全的解答(参看《数论1:Fermat的梦想和类域论》§2。4)。      
前言/序言
     在本书出版的1996年前的200年,即1796年,Gauss将现代数论大大地向前推进了一步,这距今实在是有些年头了。当时正值十几岁年龄段最后一年的Gauss,在是年的3月30日,发现了正十七边形的作图法,4月8日又证明了被Gauss自己称为“瑰宝”的“二次剩余互反律”(参看本书的§2.2),5月31日则提出了关于素数分布的“素数定理”的猜想,7月10日又证明了所有自然数可表示为不多于三个的三角数之和本书的§0.5),到了10月1日则得到了对以后年代产生极大影响的关于有限域系数的方程的解的个数的结果,等等许多的研究。所有这些都写在了本书及后续的《数论2》中。
  在由简单地列举1,2,3,4,…而数出来的数世界里,隐藏着许多使得年轻的Gauss着迷的奇特东西,而一个时代的发现呼唤出下一个时代的更为深刻的发现。100年后的1896年,上述的素数定理得到了证明,大约120年后,二次剩余互反律在“类域论”中得到了发展,大约150年后,Weil在考察了上述10月1日的GaUSS的结果后,提出了对于20世纪的代数几何给予极大影响的Weil猜想。Gauss所琢磨过的瑰宝经后来人们的琢磨更增添了光彩。即便在声称地球的秘境几乎已探索穷尽了的现代,在数的世界里所充满的谜还远未被探索清楚,使我们感到我们所有的并非是一个浅底的自然界,而是显示出她的无限丰厚。
  在本书中,我们不仅重视数所具有的奇特性质,而且也在探索现代的数论,想要描绘出在它的深处的丰富多彩的世界。由于作者们才疏学浅,有许多力所不能及之处,如果读者们只要能因此而感受到数的不可思议之处,以及自然界的丰富多彩,我们就颇感荣幸了。    
				
 
				
				
					好的,这是一份关于一本假想图书的详细简介,书名设定为《数论1:Fermat的梦想和类域论》,但内容完全不涉及该书名的具体主题。  ---   书名:《数学分析的基石:极限、积分与收敛》   内容简介  本书旨在为初学者和希望巩固基础的读者,提供一套严谨、透彻且富有启发性的数学分析入门指南。我们深知,数学分析是现代高等数学的根基,它以逻辑的严密性和概念的深刻性著称,是连接微积分直觉与现代数学严谨性的桥梁。本书聚焦于该领域最核心的三个概念:极限的精确定义、黎曼积分的构建,以及序列与级数的收敛性。  第一部分:极限的严密构建——从直觉到ε-δ语言  本部分是全书的逻辑起点。我们不会停留在微积分中对极限的直观理解,而是系统地引入“ε-δ”语言,这是数学分析的语言。  第一章:预备知识与拓扑基础 我们将从实数系的完备性这一核心性质出发,这是建立分析学的基础。接着,我们将深入探讨开集、闭集、邻域以及紧集的概念。这些拓扑概念对于理解极限的局部行为至关重要。例如,通过对紧集的讨论,我们可以更自然地理解Bolzano-Weierstrass定理,为后续的收敛性分析打下坚实的基础。  第二章:序列的极限 序列(数列)是分析学中最基本的动态概念。本章详细阐述了序列收敛的ε-N定义。我们不仅会证明诸如单调有界序列必收敛等经典定理,还将深入探讨Cauchy序列的概念。Cauchy收敛准则的引入,使得我们能够在不引用实数完备性(即不预设极限存在)的情况下,判断一个序列是否具有收敛的潜力。此外,我们将讨论子序列的性质,特别是Bolzano-Weierstrass定理在序列空间中的具体应用。  第三章:函数的极限与连续性 本章将函数极限的讨论提升到与序列极限同等的严谨程度。我们将详细剖析函数在某一点的极限以及在无穷远处的极限的ε-δ表述。在此基础上,我们定义了函数在一点的连续性,并将其推广到区间上的连续性。连续函数的性质是分析学中最为强大的工具之一,例如,我们将证明介值定理(Intermediate Value Theorem)和极值定理(Extreme Value Theorem),这些定理的证明完全依赖于我们对连续性定义的精确把握。  第二部分:黎曼积分的构建与性质  积分是分析学的另一个核心支柱,本部分的目标是将“求面积”的直观概念转化为一个结构严谨的数学操作。  第四章:黎曼和的定义 我们从引入“分割”和“上和”、“下和”开始,逐步构建黎曼积分的框架。本章的重点在于理解积分的“可积性”条件。我们将证明一个关键定理:如果一个函数在闭区间上有界,且其不连续点的集合是可数集(或更弱的条件:测度为零的集合),则该函数是黎曼可积的。这将帮助读者理解为什么某些“病态”函数(如狄利克雷函数)不可积。  第五章:积分的性质与基本定理 一旦确定了积分的存在性,我们便需要探究其性质。本章将涵盖积分的线性性质、单调性,以及积分中值定理。随后,我们将介绍微积分基本定理(The Fundamental Theorem of Calculus)。我们将分上下两部分详细证明该定理,阐明微分与积分之间的深刻对偶关系。理解基本定理的证明过程,是掌握分析学精髓的关键一步。  第三部分:级数与收敛性分析  本部分将分析无穷多个项的和——级数——的收敛性问题,这是从有限求和到无穷求和的飞跃。  第六章:序列与级数的收敛判别法 我们首先复习了Cauchy收敛准则在级数上的应用,引入了级数的必要条件。随后,我们将系统地介绍各种收敛判别法:比较判别法、比值判别法、根值判别法。我们特别强调了积分判别法的应用,它将级数的收敛问题转化为对相应函数的积分问题,展示了分析学各分支间的联系。  第七章:绝对收敛与条件收敛 本章区分了绝对收敛与条件收敛。绝对收敛级数具有强大的代数稳定性,其求和顺序不影响结果。而条件收敛级数则展示了无穷求和的微妙之处。我们将深入讨论Riemann重排定理(Rearrangement Theorem),该定理揭示了条件收敛级数可以被重排成任意实数值的惊人特性,这是对“无穷”概念的有力哲学和数学阐释。  第八章:幂级数与函数逼近 作为本卷的总结,我们将焦点转向幂级数。幂级数不仅是分析学的核心工具,也是函数展开的基础。我们将精确确定幂级数的收敛半径与收敛区间,并证明将幂级数逐项求导或积分在其收敛区间内仍然是有效的,从而建立了泰勒级数与函数精确表示之间的严格联系。  本书特色:   逻辑的清晰性: 每一步推理都遵循严格的逻辑链条,避免了从直觉到结论的跳跃。  例题与习题: 每章后附有精心设计的例题和习题,其中包含了大量的“反例”分析,以巩固读者对概念边界的理解。  历史背景穿插: 穿插了分析学发展的关键历史节点,帮助读者理解这些概念是如何一步步被精确化的。  本书适合所有希望建立扎实的数学分析基础,为后续学习实分析、微分方程或泛函分析做准备的理工科学生和数学爱好者阅读。通过本书的学习,读者将掌握将直觉转化为严谨数学语言的能力。