Finiteness theorems for generalized Jacobians with nontrivial torsion

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Consider a curve $\mathcal C$ defined over an algebraic number field $k$. This work is concerned with the number of generalized Jacobians $J_{\mathfrak{m}}$ of $\mathcal C$ associated with moduli $\mathfrak{m}$ defined over $k$ such that a fixed class of finite order in the Jacobian $J$ of $\mathcal C$ is lifted to a torsion class in the generalized Jacobian $J_{\mathfrak{m}}$. On the one hand it is shown that there are infinitely many generalized Jacobians with the above property, and on the other hand, under some additional constraints on the support of $\mathfrak{m}$ or the structure of $J_{\mathfrak{m}}$, it is shown that the set of generalized Jacobians of this type is finite. In addition, it is proved that there are finitely many generalized Jacobians which have a lift of two given divisors to classes of finite orders in $J_{\mathfrak{m}}$. These results are applied to the problem of the periodicity of continued fractions in the field of formal power series $k((1/x))$ constructed for special elements of the function field $k(\widetilde{\mathcal{C}})$ of a hyperelliptic curve $\widetilde{\mathcal{C}}\colon y^2=f(x)$. In particular, it is shown that for each $n \in \mathbb N$ there is a finite number of monic polynomials $\omega(x) \in k[x]$ of degree at most $n$ such that the element $\omega(x) \sqrt{f(x)}$ has a periodic expansion in a continued fraction. Bibliography: 14 titles.

About the authors

Vladimir Petrovich Platonov

Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre "Kurchatov Institute", Moscow, Russia; Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Author for correspondence.
Email: platonov@mi-ras.ru
Doctor of physico-mathematical sciences, Professor

Vladimir Sergeevich Zhgoon

Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudny, Moscow Region, Russia; Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre "Kurchatov Institute", Moscow, Russia; National Research University Higher School of Economics, Moscow, Russia

Email: zhgoon@mail.ru
Candidate of physico-mathematical sciences, no status

Gleb Vladimirovich Fedorov

Sirius University of Science and Technology, Sochi, Russia; Scientific Research Institute for System Analysis of the National Research Centre "Kurchatov Institute", Moscow, Russia

Email: fedorov.gv@talantiuspeh.ru
Candidate of physico-mathematical sciences, Associate professor

References

  1. В. П. Платонов, “Теоретико-числовые свойства гиперэллиптических полей и проблема кручения в якобианах гиперэллиптических кривых над полем рациональных чисел”, УМН, 69:1(415) (2014), 3–38
  2. В. П. Платонов, В. С. Жгун, Г. В. Федоров, “Непрерывные дроби в гиперэллиптических полях и представление Мамфорда”, Докл. РАН, 471:6 (2016), 640–644
  3. W. M. Schmidt, “On continued fractions and diophantine approximation in power series fields”, Acta Arith., 95:2 (2000), 139–166
  4. В. П. Платонов, Г. В. Федоров, “О проблеме периодичности непрерывных дробей в гиперэллиптических полях”, Матем. сб., 209:4 (2018), 54–94
  5. Ж. Серр, Алгебраические группы и поля классов, Мир, М., 1968, 285 с.
  6. U. Zannier, “Hyperelliptic continued fractions and generalized Jacobians”, Amer. J. Math., 141:1 (2019), 1–40
  7. В. П. Платонов, В. С. Жгун, Г. В. Федоров, “О конечности множества обобщенных якобианов с нетривиальным кручением над полями алгебраических чисел”, Докл. РАН. Матем., информ., проц. упр., 513 (2023), 66–70
  8. С. Ленг, Алгебраические числа, Мир, М., 1966, 225 с.
  9. J.-P. Serre, Local fields, Transl. from the French, Grad. Texts in Math., 67, Springer, New York–Berlin, 2013, viii+241 pp.
  10. Г. В. Федоров, “О длине периода функциональной непрерывной дроби над числовым полем”, Докл. РАН. Матем., информ., проц. упр., 495 (2020), 78–83
  11. В. П. Платонов, Г. В. Федоров, “О проблеме классификации многочленов $f$ с периодическим разложением $sqrt{f}$ в непрерывную дробь в гиперэллиптических полях”, Изв. РАН. Сер. матем., 85:5 (2021), 152–189
  12. В. П. Платонов, В. С. Жгун, Г. В. Федоров, “О периодичности непрерывных дробей в гиперэллиптических полях над квадратичным полем констант”, Докл. РАН, 482:2 (2018), 137–141
  13. В. П. Платонов, М. М. Петрунин, В. С. Жгун, Ю. Н. Штейников, “О конечности гиперэллиптических полей со специальными свойствами и периодическим разложением $sqrt{f}$ ”, Докл. РАН, 483:6 (2018), 609–613
  14. Г. В. Федоров, “О проблеме описания элементов эллиптических полей с периодическим разложением в непрерывную дробь над квадратичными полями констант”, Докл. РАН. Матем., информ., проц. упр., 505 (2022), 56–62

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Platonov V.P., Zhgoon V.S., Fedorov G.V.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).