有限域上的置换与勒让德矩阵
批准号:
12101321
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
伍海亮
依托单位:
学科分类:
解析数论与组合数论
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
伍海亮
中文摘要
有限域上的置换与勒让德矩阵在组合数论中有着广泛的应用。对其的研究需要综合运用数论、组合数学、线性代数、有限域、椭圆曲线等数学分支中的工具。近年来该领域产生了许多有价值的结果与未解决的问题。本项目中我们将聚焦于以下三个方面:.(1) 利用分圆多项式、组合同余式等工具研究一类涉及有限域上平方元与本原元素的置换问题。 .(2) 我们计划以Cohen与Huczynska发展的本原元素特征函数为基本工具,利用有限域上特征和的性质来研究一类与有限域上平方元以及本原元素相关的加法组合问题。.(3) 通过大量数值计算,我们发现一类涉及二元二次型的勒让德矩阵的行列式与有限域上椭圆曲线的有理点个数密切相关。我们计划利用椭圆曲线与Jacobsthal和的性质来研究这类行列式与椭圆曲线上有理点个数之间的关系。
英文摘要
Permutations over finite fields as well as Legendre matrices have many applications in combinatorial number theory. The investigation of this topic involves tools in many branches of mathematics, such as number theory, combinatorics, linear algebra, finite fields, elliptic curves and so on. Recently, many valuable results and unsolved problems have emerged in this field. In this project, we will focus on the following aspects:. (1) By using some tools such as cyclotomic polynomials and combinatorial congruences, we plan to study permutations involving square elements and primitive elements over finite fields.. (2) By using the character functions of primitive elements developed by Cohen and Huczynska as the basic tool, and combining the properties of character sums, we plan to study some problems in additive combinatorics concerning square elements and primitive elements over finite fields. . (3) By computation we find that the determinants of Legendre matrices concerning binary quadratic forms are closely related to the number of rational points on elliptic curves over finite fields. We plan to study the relationship between such determinants and the number of rational points on elliptic curves by using some properties of elliptic curves and Jacobsthal sums.
本项目主要研究了勒让德矩阵的算术性质以及与有限域上置换相关的加法组合问题。勒让德矩阵的研究始于Lehmer与Carlitz的研究,这个课题主要研究与勒让德符号相关矩阵的算术性质。在本项目中,我们利用有限域上的椭圆曲线、高斯和与雅可比和以及p-adic工具研究了涉及有限域上乘法子群的勒让德矩阵。例如,我们给出了一类勒让德矩阵的奇异性与有限域上超奇异椭圆曲线之间的联系,这给判断椭圆曲线的超奇异性提供了一个新的判别方法。同时,我们还利用分圆域的算术性质解决了孙智伟教授提出的一些猜想。这个猜想的证明中用到了一种新的技术,并且该技术在后续的文章中也被一些学者用来解决其它的问题。这些研究成果分别发表在《Finite Fields and Their Applications》,《Proceedings of the American Mathematical Society》,《The Ramanujan Journal》等主流期刊上。有限域上的置换一直以来都是有限域领域的经典研究课题。本项目中,我们研究了许多由孙智伟教授提出的涉及有限域上置换的加法组合问题。例如,我们利用有限域上特征和给出了许多与有限域上乘法子群相关的置换的符号,并且将这些结果应用在一些其它问题的计算上。例如,通过这类置换的符号我们可以证明一些涉及单位根的恒等式,并证明一些孙智伟教授提出的相关猜想。这些研究成果分别发表在《Discrete Mathematics》,《Finite Fields and Their Applications》,《The Ramanujan Journal》,《International Journal of Number Theory》上。
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