Q1=∏n=1∞(1−q2n)Q2=∏n=1∞(1+q2n)2Q3=∏n=1∞(1+q2n−1)2Q4=∏n=1∞(1−q2n−1)2ただしq=eπiτ ,τ=ω1ω0
θ2=2q14Q1Q2θ3=Q1Q3θ4=Q1Q4
Q2Q3Q4=1(θ2θ3θ4)4=16qQ112(θ2)4+(θ4)4=(θ3)4
a:=13(πω0)2(θ4)4,b:=−13(πω0)2(θ3)4,c:=13(πω0)2(θ2)4e1:=a−b ,e2:=b−c ,e3:=c−a
性質e1−e2=−3b ,e2−e3=−3c ,e3−e1=−3aa+b+c=0e1+e2+e3=0
u=e1,e2,e3は4u3−g2u−g3=0の根とする.
a+b+c=0 とする.1.a2+b2+c2=−2(ab+bc+ca)2.(a−b)2(b−c)2(c−a)2=−4(ab+bc+ca)3−27(abc)2
Δ=g23−27g32=16(πω0)12(θ2θ3θ4)8=(2πω0)12q2(Q1)24
u=e1,e2,e3は4u3−g2u−g3=0の根なので,3(ab+bc+ca)=ab+bc+ca−(a2+b2+c2)=(a−b)2+(b−c)2+(c−a)2−2=e12+e22+e32−2=e1e2+e2e3+e3e1=−g24(a−b)(b−c)(c−a)=e1e2e3=g34(−27abc)2=(e1−e2)2(e2−e3)2(e3−e1)2=−4(e1e2+e2e3+e3e1)3−27(e1e2e3)2=−4(−g24)3−27(g34)2=Δ16
また−27abc=(πω0)6(θ2θ3θ4)4より.
Δ(τ)=(2π)12q2(Q1)24η(τ)=q112Q1j(τ)=(12g2)3Δγ(τ)=j(τ)13f(τ)=θ3η(τ),f1(τ)=θ4η(τ),f2(τ)=θ2η(τ)
f1(τ)8+f2(τ)8=f(τ)8j(τ)=32(θ28+θ38+θ48)3(θ2θ3θ4)8
a2+b2+c2−2=ab+bc+ca=−g212よりg26=19(πω0)4[(θ2)8+(θ3)8+(θ4)8](g2)3=827(πω0)12[(θ2)8+(θ3)8+(θ4)8]3ゆえにj(τ)=123(g2)3Δ=123827116(θ28+θ38+θ48)3(θ2θ3θ4)8
γ(τ)=f(τ)24−16f(τ)8=f1(τ)24+16f1(τ)8=f2(τ)24+16f2(τ)8
x=−f(τ)8 ,y=f1(τ)8 ,z=f2(τ)8 とおくと,x+y+z=0
(θ2θ3θ4)4=16qQ112 より xyz=−16
γ(τ)3=32(θ28+θ38+θ48)3(16η(τ)12)2=(θ28+θ38+θ48)38η(τ)24=(x2+y2+z22)3=−(xy+yz+zx)3解と係数の関係によりx,y,zはT3−γ(τ)T+16=0の根である.T=x,y,zはγ(τ)=T3+16Tを満たす.T=−xはγ(τ)=T3−16Tを満たす.
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