Научная статья на тему 'Расширения Инабы полных полей характеристики 0'

Расширения Инабы полных полей характеристики 0 Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
37
7
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Чебышевский сборник
Scopus
ВАК
RSCI
Область наук
Ключевые слова
ДИСКРЕТНО НОРМИРОВАННОЕ ПОЛЕ / СКАЧОК ВЕТВЛЕНИЯ / УРАВНЕНИЕ АРТИНА-ШРАЙЕРА / DISCRETE VALUATION FIELD / RAMIFICATION JUMP / ARTIN-SCHREIER EQUATION

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Востоков Сергей Владимирович, Жуков Игорь Борисович, Иванова Ольга Юрьевна

В статье изучаются ρ-расширения полных дискретно нормированных полей смешанной характеристики, где ρ характеристика поля вычетов рассматриваемого поля. Известно, что любое вполне разветвленное расширение Галуа степени ρ с немаксимальным скачком ветвления может быть задано уравнением Артина-Шрайера; при этом ограничение сверху на скачок ветвления соответствует ограничению снизу на нормирование правой части уравнения. Задача построения расширений с заданной группой Галуа произвольного конечного порядка не решена. В работах Инабы рассматривались ρ-расширения полей характеристики ρ, заданные матричным уравнением X(ρ) = АХ, которое мы здесь называем уравнением Инабы. В этом уравнении X(ρ) обозначает матрицу, полученную возведением каждого элемента квадратной матрицы X в степень ρ, а некоторая унипотентная матрица А над данным полем. Такое уравнение задает последовательность расширений полей, каждое из которых задано уравнением Артина-Шрайера. Было доказано, что любое уравнение Инабы задает расширение Галуа, и обратно, любое конечное ρ-расширение Галуа задается уравнением такого вида. В настоящей работе для полей смешанной характеристики доказано, что расширение, задаваемое уравнением Инабы, является расширением Галуа, если нормирования элементов матрицы удовлетворяют некоторым оценкам снизу, т.е. если скачки промежуточных расширений степени р достаточно малы. Данная конструкция может применяться при решении задачи погружения расширений полей. Уравнение Инабы задает последовательность расширений полей, полученную последовательным присоединением элементов диагоналей матрицы. Это означает, что, если расширение L/K задано уравнением Инабы, и матрица А выбрана так, что на диагоналях с большими номерами записаны нули, то можно получать расширения, содержащие L/K, заменяя нули другими элементами. В работе доказано, что любое нециклическое расширение степени ρ2 с достаточно маленькими скачками можно погрузить в расширение с группой Галуа, изоморфнной группе унипотентных матриц 3 х 3 над толем из ρ элементов. В конце статьи сформулирован ряд открытых вопросов, при исследовании которых, возможно, окажется полезной данная конструкция.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Востоков Сергей Владимирович, Жуков Игорь Борисович, Иванова Ольга Юрьевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Inaba extension of complete field of characteristic 0

This article is devoted to 𝑝-extensions of complete discrete valuation fields of mixed characteristic where 𝑝 is the characteristic of the residue field. It is known that any totally ramified Galois extension with a non-maximal ramification jump can be determined by an Artin-Schreier equation, and the upper bound for the ramification jump corresponds to the lower bound of the valuation in the right-hand side of the equation. The problem of construction of extensions with arbitrary Galois groups is not solved. Inaba considered 𝑝-extensions of fields of characteristic 𝑝 corresponding to a matrix equation 𝑋(𝑝) = 𝐴𝑋 herein referred to as Inaba equation. Here 𝑋(𝑝) is the result of raising each element of a square matrix 𝑋 to power 𝑝, and 𝐴 is a unipotent matrix over a given field. Such an equation determines a sequence of Artin-Schreier extensions. It was proved that any Inaba equation determines a Galois extension, and vice versa any finite Galois 𝑝-extension can be determined by an equation of this sort. In this article for mixed characteristic fields we prove that an extension given by an Inaba extension is a Galois extension provided that the valuations of the elements of the matrix 𝐴 satisfy certain lower bounds, i. e., the ramification jumps of intermediate extensions of degree 𝑝 are sufficiently small.This construction can be used in studying the field embedding problem in Galois theory. It is proved that any non-cyclic Galois extension of degree 𝑝2 with sufficiently small ramification jumps can be embedded into an extension with the Galois group isomorphic to the group of unipotent 3 × 3 matrices over F𝑝. The final part of the article contains a number of open questions that can be possibly approached by means of this construction.

Текст научной работы на тему «Расширения Инабы полных полей характеристики 0»

ЧЕБЫШЕВСКИЙ СБОРНИК

Том 20. Выпуск 3.

УДК 512.623 DOI 10.22405/2226-8383-2019-20-3-124-133

Расширения Инабы полных полей характеристики 0 1

С. В. Востоков, И. Б. Жуков, О. Ю. Иванова

Востоков Сергей Владимирович — доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой высшей алгебры и теории чисел, Санкт-Петербургский государственный университет (г. Санкт-Петербург). e-mail: s.vostokov@spbu.ru

Жуков Игорь Борисович — доктор физико-математических наук, доцент, профессор кафедры высшей алгебры и теории чисел, Санкт-Петербургский государственный университет (г. Санкт-Петербург). e-mail: i.zhukov@spbu.ru

Иванова Ольга Юрьевна — кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры высшей математики и механики № 1, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (г. Санкт-Петербург). e-mail: olgaiv80@mail.ru

Аннотация

В статье изучаются р-расширения полных дискретно нормированных полей смешанной характеристики, где р — характеристика поля вычетов рассматриваемого поля. Известно, что любое вполне разветвленное расширение Галуа степени р с немаксимальным скачком ветвления может быть задано уравнением Артина-Шрайера; при этом ограничение сверху на скачок ветвления соответствует ограничению снизу на нормирование правой части уравнения. Задача построения расширений с заданной группой Галуа произвольного конечного порядка не решена.

В работах Инабы рассматривались р-расширения полей характеристики р, заданные матричным уравнением X= АХ, которое мы здесь называем уравнением Инабы. В этом уравнении обозначает матрицу, полученную возведением каждого элемента квадратной матрицы X в степень р, а — некоторая унипотентная матрица А над данным полем. Такое уравнение задает последовательность расширений полей, каждое из которых задано уравнением Артина-Шрайера. Было доказано, что любое уравнение Инабы задает расширение Галуа, и обратно, любое конечное р-расширение Галуа задается уравнением такого вида.

В настоящей работе для полей смешанной характеристики доказано, что расширение, задаваемое уравнением Инабы, является расширением Галуа, если нормирования элементов матрицы удовлетворяют некоторым оценкам снизу, т.е. если скачки промежуточных расширений степени р достаточно малы.

Данная конструкция может применяться при решении задачи погружения расширений полей. Уравнение Инабы задает последовательность расширений полей, полученную последовательным присоединением элементов диагоналей матрицы. Это означает, что, если расширение L/K задано уравнением Инабы, и матрица А выбрана так, что на диагоналях с большими номерами записаны нули, то можно получать расширения, содержащие L/K, заменяя нули другими элементами. В работе доказано, что любое нециклическое расширение степени р2 с достаточно маленькими скачками можно погрузить в расширение с группой Галуа, изоморфнной группе унипотентных матриц 3 х 3 над толем из р элементов.

1 Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект 16-11-10200).

В конце статьи сформулирован ряд открытых вопросов, при исследовании которых, возможно, окажется полезной данная конструкция.

Ключевые слова: дискретно нормированное поле, скачок ветвления, уравнение Артина-Шрайера.

Библиография: 15 названий. Для цитирования:

С. В. Востоков, И. Б. Жуков, О. Ю. Иванова. Расширения Инабы полных полей характеристики 0 // Чебышевский сборник, 2019, т. 20, вып. 3, с. 124-133.

СНЕВУЗНЕУБКИ ЗВОЮТК

Уо1. 20. N0. 3.

UDC 512.623 DOI 10.22405/2226-8383-2019-20-3-124-133

Inaba extension of complete field of characteristic 0 2

S. V. Vostokov, I. B. Zhukov, O. Yu. Ivan ova

Vostokov Sergey Vladimirovich — doctor of physical and mathematical Sciences, Professor, head of the Department of higher algebra and number theory, Saint Petersburg State University (St. Petersburg). e-mail: s.vostokov@spbu.ru

Zhukov Igor Borisovich — doctor of physical and mathematical Sciences, associate Professor, Professor of higher algebra and number theory, Saint Petersburg State University (St. Petersburg). e-mail: i.zhukov@spbu.ru

Ivanova Olga Yurevna — candidate of physical and mathematical Sciences, senior lecturer of the Department of higher mathematics and mechanics No. 1, Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation (St. Petersburg). e-mail: olgaiv80@mail.ru

Abstract

This article is devoted to p-extensions of complete discrete valuation fields of mixed characteristic where p is the characteristic of the residue field. It is known that any totally-ramified Galois extension with a non-maximal ramification jump can be determined by an Artin-Schreier equation, and the upper bound for the ramification jump corresponds to the lower bound of the valuation in the right-hand side of the equation. The problem of construction of extensions with arbitrary Galois groups is not solved.

Inaba considered p-extensions of fields of characteristic p corresponding to a matrix equation = AX herein referred to as Inaba equation. Here Xis the result of raising each element of a square matrix X to power p, and A is a unipotent matrix over a given field. Such an equation determines a sequence of Artin-Schreier extensions. It was proved that any Inaba equation determines a Galois extension, and vice versa any finite Galois p-extension can be determined by an equation of this sort.

In this article for mixed characteristic fields we prove that an extension given by an Inaba extension is a Galois extension provided that the valuations of the elements of the matrix A satisfy certain lower bounds, i. e., the ramification jumps of intermediate extensions of degree p are sufficiently small.

2The study was supported by the Russian science Foundation (project 16-11-10200).

This construction can be used in studying the field embedding problem in Galois theory. It is proved that any non-cyclic Galois extension of degree p2 with sufficiently small ramification jumps can be embedded into an extension with the Galois group isomorphic to the group of unipotent 3 x 3 matrices over Fp.

The final part of the article contains a number of open questions that can be possibly-approached by means of this construction.

Keywords: discrete valuation field, ramification jump, Artin-Schreier equation

Bibliography: 15 titles.

For citation:

S. V. Vostokov, I. B. Zhukov, O. Yu. Ivanova, 2019, "Inaba extensions of complete fields of characteristic 0" , Chebyshevskii sbornik, vol. 20, no. 3, pp. 124-133.

1. Введение

В статье Инабы [4] было показано, что матричное уравнение вида X (р) = АХ, где X (р) обозначает матрицу, полученную из X возведением каждого элемента в степень р, а А — унипотентная квадратная матрица над полем К характеристики р > 0, задаёт р-расширение Галуа поля и что произвольное конечное р-расширение Галуа может быть задано уравнением такого вида.

В настоящей работе мы проверяем, что уравнение X(р) = АХ также задаёт р-расширение Галуа, если К — полное дискретно нормированного поля характеристики 0 с произвольным полем вычетов характеристики р > 0, а нормирования эле ментов А удовлетворяют определённым оценкам снизу. Показано, как этот результат можно применить к решению задач погружения для расширений с малыми скачками ветвления.

В заключительном параграфе сформулирован ряд открытых вопросов, решать которые можно с использованием данной конструкции.

2. Обозначения и предварительные сведения

В данной статье через К обозначено полное дискретно нормированное поля характеристики 0 с произвольным полем вычетов характеристики р > 0, через П алгебраическое замыкание через v — нормирование на П (продолжение дискретного нормирования на X), нормализованное условием v(p) = 1, через ек — абсолютный индекс ветвления поля К, т. е. ек = (v(K*) : Z). Для строки D = (D\,..., Di) из элементов П считаем v(D) = min {v{Di),...,v{Di)).

Положим M = [х £ П|v(x) > 0}.

Под унипотентной матрицей мы будем (как и в [4]) понимать верхнетреугольную квадратную матрицу, у которой все элементы на главной диагонали равны 1. Если А = = (üij) £ Мп(К) — такая матрица, то мы будем полагать A[k, I] = ai^+i и

А[к] = (А[к, 1],...,А[к,п - к])

для всех 1 ^ к ^ п — 1, 1 ^ I ^ п — к] при этом А[к] будем называть к-й диагональю матрицы

А Через будем обозначать матрицу (а?-) £ Мп(К).

Через Un будет обозначаться множество унипотентных матриц из Mn(Zp), все элементы

которых — элементы Тайхмюллера, т. е. принадлежат = ß U {/}; через Un — группа

V

унипотентных матриц из Мп(¥р).

Лемма 1. 1. Пусть а е К, у(а) > — х е О, хр — х = а. Тогда К(х)/К — расширение Галуа. Если у(а) < 0 и р \ екУ(а), т,о К(х)/К вполне разветвлено и скачок ветвления з(К (х)/К) = —еку(а).

2. Если а' е К, у(а' — а) > 0, то у многочлена Хр — X — а! есть корень в К(х).

Доказательство. Первое утверждение было доказано в [6] (см. изложение в [2, гл. III]); более простое доказательство с использованием формальных групп Любина-Тэйта получено в [10] (см. также [12]). Второе утверждение легко вытекает из первого с использованием леммы Гензеля. ■ □

3. Основной результат

Пусть п — натуральное число; а — рациональное число, меньшее 1/(п — 1). Пусть А £ Мп(К) — унипотентная матрица такая, что v(A[i,j]) ^ — га при всех j. Обозначим через X любую унипотентную матрицу из Мп(О) такую, что

X(р) = АХ. (1)

Это матричное уравнение эквивалентно набору уравнений

X [i.jf — X [i,j] = A[1,j ]Х [i — 1,з + 1] + ■ ■ ■ + A[i — 1,з ]X [1, i + j — 1] + A[i,j ]. (2)

откуда индукцией по г мы получаем существование всех X[i,j] £ О. Положим Ki = К (X [1],.. .,Х [I]), I = 0,...,п.

Теорема 1. Пусть X — какое-либо решение матричного уравнения (1).

1. Имеем v(X[г]) ^ — у при всех г.

2. Для любого а £ Gal(K) найдётся единственная матрица Ла £ Un такая, что

Xа = XЛа + Аа. Аа £ Mn(M).

3. При этом v(Aa[г]) > 1 — га при всех г. 4- Ki/K — расширение Галуа при всех г.

Доказательство. Основная идея состоит в том, что мы будем строить матрицу Ла последовательно от 1-й до (п — 1)-й диагонали, проверяя при этом выполнение всех условий применительно к X[г], Ла[г] и Аа[г] для г от 1 до п — 1. Будем обозначать через Л^ матрицу из Ün такую, что

лим = (Л»и. i>';

[0, j>i.

Эта матрица определена, как только построены элементы Ла на диагоналях с 1 -й по г-ю. Нетрудно видеть, что утверждение 2 теоремы сводится к выполнению следующего условия при всех г.

2'. Для любого а £ Gal(^) найдётся единственная строка Ла[г] из элеменtob такая, что

X - Щ = X Л® [г] + АСТ Щ.

где v(Aa [г. j ]) > 0 при всех j = 1.... ,п — г.

Мы докажем индукцией по г, что выполняются утверждения 1, 2', 3 и 4.

Из (2) имеем

у(Х [г,з ] ^ - шт(у(А[1,з]Х [г - 1,з + 1]),..., Р

ь(А[г - 1,з]Х[1, г + з - 1]),у(А[г,Я))

1 г -1 г -1 . . 1 (3)

^ — шах(а +--а, 2а +--а,..., (г - 1)а + - а, га)

р р р р

г

= — а. Р

Далее, зафиксируем а е Са1(К) и положим

У = X1 - X ■ л£-1].

Поскольку (X1 )(р) = АХ1, имеем

(У(р) - У)[г] = ((Ха)(р) - Ха)[г] - ((XЛ|-11)(р) - XЛ|-11)[г] + (У(р) - (X1)(р) + (XЛ|-11)(р))[г]

= А + + Вз,

где

А = ((А - Еп)Х°)[г] - ((X(р) - X)Л|-1])[г], ^2 = (х(р)Л|-11 - (Xл|-11)(р))[г],

П3 = (у(р) - (х1 ){Р) + (ХЛ|-11)(Р))[г];

здесь Еп — единичная матрица.

Оценим снизу нормирования всех элементов строк ^2 и Из] в частности, покажем, что эти нормирования положительны.

Поскольку (СЛ| 1])[г] = (СЛа)[г] для любой строго верхнетреугольной матрицы С, в частности, для С = А - Еп и для С = X(р) - X, получаем

А = ((А - Еп)(.ХЛ1~1 + Д|))[г] - ((X(р) - X)Л|" %] = ((А - Еп)Аа)[г].

(Отметим, что Да[1],..., Да[г - 1] уже определены.) Отсюда

и(А) ^ ш1п(и(Л[1]) + у(Да[г - 1]),..., ь(А[г - 1]) + у(Да[1])) > ш1п(-а + 1 - (г - 1)а,..., -га + 1 - а) = 1 - га ^ 0.

Для оценки ь(И2) и у(Из) воспользуемся тем, что

ь((а + Ь)р - ар - ЬР) ^ 1+ ршт(ь(а),ь(Ь)).

Это даёт

шт^Дз^рз)) ^ 1+ Р шт(г)(Х [1]),...,^(Х [г])) ^ 1 - га.

Таким образом, ь((У(р) - У)[г]) ^ 1 - га ^ 0. Отсюда получаем, что ь(У[г]) ^ 0, и у(У [г,з ]р - У [г,]}) > 0 {з = 1,...,п - г) что означает У [г,з] = Л^то с1Ш для некоторого Л^ е П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Пусть Дj = У[г,з] - Л^- и Д = (Д1,..., Дп_^). Тогда имеем

(Л, + Д,)р - (Л, + Д,) = (У(р) - У)М,

откуда у(А) ^ 1 — га.

Теперь положим Л®[г] = (Лу,..., Лп_^). Получаем

(X - — X Л® )[г] = (X - — X Л® )[г]

= (X® — X Л®-%] + (X (Л®_у — Л®]))[г] = У [г] — Л® [г] = Д.

Это доказывает выполнение условий 2' и 3 для данного г. Осталось проверить условие 4. Для этого заметим, что Кг = Кг_\(Х[г]) при этом элементы X[г] служат корнями уравнений Артина-Шрайера (2) над Кг_у, и нормирование правой части каждого уравнения не может быть меньше — ^ > —1 (ср. (3)). Такие уравнения Артина-Шрайера задают расширения Галуа (см. лемму 1), и тем самым Кг нормально над Кг_\. Чтобы доказать, что Кг нормально над К достаточно проверить, что при каждом ] и каждом а е Са1(^) выполнено X[г,эГ е Кг.

Из (1) и условия 2' имеем

((X ® — X ® )[г] = ((А — Еп)Х ® )[г] = ((А — Еп)Х Ла + (А — Еп )Д® )[г].

При этом из (1) также имеем

((ХЛа — X Л® )[г] = ((А — Еп)ХЛа )[г],

то есть при каждом уравнение Артина-Шрайера с правой частью, равной ((А—Еп)ХЛа)[г, ]], имеет корень в К^ С другой стороны, из ь(А^]) ^ — ]а и ь(Да] > 1 — ]а {] = 1,... ,г — 1) следует

у(((А — Е,п)Да)[г]) > 1 — га> 0.

Тогда по лемме 1 уравнение с правой частью ((А — Еп)ХЛа + (А — Еп)Да)[г^] также имеет

корень (а тем самым и р различных корней) в Кг, откуда X[1,]}а е Кг. ■ □

Данная конструкция позволяет доказывать разрешимость определённых задач погружения для р-расширений полных дискретно нормированных полей, имеющих достаточно малые скачки ветвления. Погружение циклических р-расширений в циклические изучалось в [7]; явное построение циклических расширений степени р2 с малыми скачками ветвления было получено в [12] (см. также [9], [8]) и в [14]). Рассмотрим простейший случай погружения абелева расширения в неабелево, а именно в расширение степени р3 с групп ой Щ.

Следствие 1. Пусть Е/К вполне разветвлённое расширение с группой Галуа, изоморфной (Ж/рЖ)2, и его скачки ветвления в верхней нумерации не превосходят е/2, где е = ек > 3. Тогда, Е/К можно погрузить в расширение с группой Галуа, изоморфной и3.

Доказательство. Расширение Е/К представляет собой композит двух циклических расширений, скачки ветвления которых меньше е/2. Ввиду леммы 1 имеем Е = К(х\,х2), где х^ — Хг = е К, у(йг) > —1/2 {г = 1, 2). Выберем Ь е К такое, что у(Ь) > —1, положим

(1 ау Ь 0 1 а2 0 0 1

и построим расширения К у/К и К2/К как в теореме. Тогда К у = Е, К2 = Е(уь), где

УРъ — Уь = ауХ2 + Ь.

Заметим, что сопоставление а ^ Ла е из с последующей редукцией тос1Ш задаёт вложение Са1(^/^) в Из. Это вложение не будет изоморфизмом только если | Са1(^/^)| < р3, т. е. если уь е Ь. Таким образом, если утверждение следствия не выполняется, то должно быть выполнено уь е Ь при всех Ь.

В духе [12], обозначим через Шь (соответственно Шк) идеал нормировали я поля Ь' = Ь((р) (соответственно К' = К((р)) со сложением +о, определяемым формальной группой Любина-Тэйта (см. [1, 15]) С0с [р](Х) = рХ + Хр, через ■ш — элемент К' с и!р-1 = - р. Тогда из е Ь' следует и!р(а1х2 + Ь) е [р]Шь. Поскольку шт(у(,шр(а1х2 + Ь)),у(и!рЬ)) > у(и]р) - 1 = а

Со(Х, У) = X + У + члены степе ни ^ р,

то отсюда следует и wpalX2 +о мрЬ е [р]Шь. Это выполняется, в частности, для Ь = 0, и вычитанием (в формальном модуле Шь) получаем wpb е [р]Шь для всех Ь. По теории Куммера имеем wpb е п, где подмодуль п С Шк порождён и>ра,1, -шра2 и [р]Шк- Однако ь]рЬ е п не может выполняться, если выбрать Ь с ь(Ь) < шт(г>(а1), у(а2)) и р \ еь(Ь). Последнее легко сделать, так как в [2, е) найдётся целое число, не кратное р. ■ □

4. Заключение

Возможность задавать различные р-расширения Галуа поля К при помощи уравнения Ина-бы (1) делает актуальными новые вопросы; возможно, читатели этого текста присоединятся к поиску ответа на них.

1. Мы знаем, что любое расширение Галуа Ь/К степени р при условии в (Ь/К) < 1 может быть задано уравнением Артина-Шрайера (см. [2, СЬ. III]). Можно ли утверждать, что любое конечное р-расширение Галуа с достаточно малыми скачками ветвлениями может быть задано при помощи уравнения Инабы? Более конкретно: верно ли, что для любой конечной р-группы С найдётся е = £с > 0 такое, что для л юбого К любое Ь/К с (1а1(Ь/К) = Си глубиной ветвления < е (или максимальным скачком < еек) задаётся уравнением Инабы?

2. Можно ли ослабить условия а < 1/(п - 1) и (или) п(А[1,]\) ^ -га? Можно ли модифицировать уравнение Инабы при пограничных значениях а так, чтобы оно задавало более широкий класс расширений Галуа (например, позволяло бы строить расширения Галуа Кп/К, у которых максимальные скачки ветвления «цоколя» К1/К близки к ек/(п - 1))?

3. Каков эффективный способ задавать циклические р-расширения с малой глубиной ветвления при помощи уравнения Инабы? В частности, какие матрицы А могут быть сопоставлены векторам Витта из [12] (или модифицированным векторам Витта из [14]), задающим циклические расширения степени р2?

4. Можем ли мы задать более широкий класс расширений Галуа поля К (не только р-расширения), используя уравнения (1) с не обязательно унипотентной матрицей А (как это сделано в характеристике р в работе [5])?

5. В работе [12] было показано, что любое вполне разветвлённое циклическое расширение Ь/К со скачком ветвления, меньшим ек/(р- 1), может быть вложено в циклическое расширение степени р2. Может ли этот результат быть обобщён на произвольные конечные р-группы? А именно, рассмотрим задачу погружения (С, Н, Ь/К), где С — конечная р-группа, Н — нормальная подгруппа, Оа1(Ь/К) = С/Н. Верно ли, что для некоторого в > 0 (зависящего от С и эта задача разрешима для любых К и Ь/К с глубиной ветвления й(Ь/К) < в! Каково максимальное в при заданных С и Н?

6. Для циклического расширения Ь/К степени р2 с промежуточным полем М глубины ветвления = й(М/К) и (12 = й(Ь/М) связаны неравенством Хиодо

й2 ^ шт((р - 1 + р-1)й1,1 - р-1 + р-1й1),

см. [3, Lemma (4-1)] или (без использования теории полей классов) [13, §1]. Можно ли обобщить это результат на другие задачи погружения (G, Н, L/K) с Н = Z/pZ?

7. Положительный ответ на предыдущий вопрос позволил бы предположить, что на «противоположном полюсе», при скачках ветвления близких к максимально возможным, задача погружения достаточного общего вида не имеет решения. Иначе говоря, можно ли утверждать, что для (некоторых) заданных G и Н найдётся В такое, что никакая задача погружения вида (G, Н, L/K) при d(L/K) > В не имеет решения (хотя расширения с Ga\(L/K) = G/H и d(L/K) > В существуют). Например, можно ли утверждать, что все «почти максимально разветвлённые» расширения (см. [11]) абелевы?

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Cassels, J.W.S. Frohlich, A. Algebraic Number Theory / J.W. S. Cassels, A. Frohlich // Academiv Press, London and New-York, 1967.

2. Fesenko, I. В., Vostokov, S. V. Local fields and their extensions. A constructive approach/ I. B. Fesenko and S. V. Vostokov // Second edition, AMS, Providence, RI, 2002.

3. Hvodo, O. Wild ramification in the imperfect residue field case / O. Hvodo // Adv. Stud. Pure Math. 1987. Vol. 12, P. 287-314.

4. Inaba, E. On matrix equations for Galois extensions of fields with characteristic p / E. Inaba // Natur. Sci. Rep. Ochanomizu Univ. 1961. Vol. 12, P. 26-36.

5. Inaba, E. On generalized Artin-Schreier equations / E. Inaba // Natur. Sci. Rep. Ochanomizu Univ. 1962. Vol. 13, № 2. P. 1-13.

6. MacKenzie, R. E., Whaples, G. Artin-Schreier equations in characteristic zero / R. E. MacKenzie, G. Whaples // Amer. J. Math. 1956. Vol. 78. P. 473-485.

7. Miki, H. On Zp-extensions of complete p-adic power series fields and function fields / H. Miki // J. Fac. Sci. Univ. Tokyo, Sect 1A. 1974. Vol. 21. P. 377-393.

8. Xiao, L., Zhukov, I. Ramification in the imperfect residue field case, approaches and questions / L. Xiao, I. Zhukov // Алгебра и анализ. 2014. Т. 26, № 5. С. 695-740.

9. Zhukov, I. Explicit abelian extensions of complete discrete valuation fields / I. Zhukov //in book: Fesenko, I., Kurihara, M. (eds.) Invitation to Higher Local Fields. Geometry and Topology Monographs, 2000. Vol. 3. P. 117-122.

10. Востоков, C.B., Жуков, И. В., Фесенко И. Б. К теории многомерных локальных полей. Методы и конструкции / С. В. Востоков, И. Б. Жуков, И. Б. Фесенко // Алгебра и анализ. 1990. Т. 2, № 4. С. 91-118.

11. Востоков, С. В., Жуков, И. Б., Пак, Г. К. Расширения с почти максимальной глубиной ветвления / С. В. Востоков, И. Б. Жуков, Г. К. Пак // Записки научных семинаров С.-Петербургского отделения Математического института им. В. А. Стеклова РАН (ПОМП). 1999. Т. 265. С. 77-109.

12. Востоков, С. В., Жуков И. Б. Некоторые подходы к построению абелевых расширений для р-адических полей / С. В. Востоков, И. Б. Жуков // Труды С.-Петерб. мат. общ. 1995. Т. 3. С. 194-214.

13. Жуков, И. Б. Структурная теорема для полных полей / И. Б. Жуков // Тр. С.-Петербург, мат. общ-ва. 1995. Т. 3. С. 194-214.

14. Жуков, И. Б., Лысенко, Е.Ф. Построение циклического расширения степени р2 полного поля / И. Б. Жуков, Е.Ф. Лысенко // Зап. научн. сем. ПОМП. 2017. Т. 455. С. 52-66.

15. Мадунц, А. И. Формальные группы Любина-Тейта над кольцом целых многомерного локального поля / А. И. Мадунц // Зап. научн. сем. ПОМП. 2001. Т. 281. С. 221-226.

REFERENCES

1. Cassels, J.W.S. Frohlich, A., 1967, "Algebraic Number Theortf"', Academic Press, London and New-York.

2. Fesenko, I. В., Vostokov, S.V., Zhukov I.B., 1990, "On the theory of multidimensional local fields. Methods and constructions", Algebra i Analiz vol. 2, № 4. pp. 91-118.

3. Fesenko I. В., Vostokov, S. V., 2002, "Local fields and their extensions. A constructive approach", Second edition, AMS, Providence, RI.

4. Hvodo, O., 1987, Wild ramification in the imperfect residue field case", Adv. Stud. Pure Math., vol. 12, pp. 287-314.

5. Inaba, E., 1961, "On matrix equations for Galois extensions of fields with characteristic p", Natur. Sci. Rep. Ochanomizu Univ., vol. 12, pp. 26-36.

6. Inaba, E., 1962, "On generalized Artin-Schreier equations", Natur. Sci. Rep. Ochanomizu Univ., vol. 13, № 2, pp. 1-13.

7. Zhukov, I. В., Lvsenko, E.F., 2018, "Construction of cyclic extensions of degree p2 for a complete field", J. Math.*Sci, vol. 234(2), pp. 148-157.

8. MacKenzie, R. E., WThaples, G., 1956, "Artin-Schreier equations in characteristic zero", Amer. J. Math., vol. 78, pp. 473-485.

9. Madunts, A.I., 2004, "Lubin-Tate Formal Groups over the Ring of Integers of a Multidimensional Local Field", J. Math. Sci., vol. 120(4) pp. 1609-1612.

10. Miki, H., 1974, "On Zp-extensions of complete p-adic power series fields and function fields", J. Fac. Sci. Univ. Tokyo, Sect 1A, vol. 21, pp. 377-393.

11. Vostokov, S.V., Zhukov, I. В., Pak, G. K., 1999, "Extensions with almost maximal depth of ramification", J. Math. Sci., vol. 112(3), pp. 4285-4302.

12. Vostokov, S. V., Zhukov, I. В., 1995, "Some approaches to the construction of abelian extensions for p-adic fields", Proceedings of the St. Petersburg Mathematical Society, Vol. Ill, 157-174, Amer. Math. Soc. Transl. Ser. 2, 166, Amer. Math. Soc., Providence, RI, 1995.

13. Xiao, L., Zhukov, I., 2014, "Ramification in the imperfect residue field case, approaches and questions", Algebra i Analiz, vol. 26, № 5. pp. 695-740.

14. Zhukov, I.B., 1995, "Structure theorems for complete fields", Proceedings of the St. Petersburg Mathematical Society, Vol. Ill, 175-192, Amer. Math. Soc. Transl. Ser. 2, 166, Amer. Math. Soc., Providence, RI, 1995.

15. Zhukov, I., 2000, "Explicit abelian extensions of complete discrete valuation fields", in book: Fesenko, I., Kurihara, M. (eds.) Invitation to Higher Local Fields. Geometry and Topology Monographs, vol. 3, pp. 117-122.

Получено 4.10.2019 г. Принято в печать 12.11.2019 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.