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arXiv 2011.04374math.NT
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二次扩张后扭曲的 2-Selmer 群

On 2-Selmer groups of twists after quadratic extension

Adam Morgan, Ross Paterson

AI总结:

本文研究完全有理 2-挠椭圆曲线在固定二次扩张上的二次扭曲,证明其 2-Selmer 维数几乎总由局部公式给出并呈 Erdős–Kac 分布,同时刻画 Galois 作用与 Mordell–Weil 分裂。

摘要:

设 $E/\mathbb{Q}$ 是具有完全有理 2-挠点的椭圆曲线。当 $d$ 在无平方因子整数中变化时,我们研究二次扭曲 $E_d$ 在固定二次扩张 $K/\mathbb{Q}$ 上的行为。我们证明,对于 100% 的扭曲,$K$ 上 2-Selmer 群的维数由一个显式局部公式给出,并利用这一点表明该维数遵循 Erdős–Kac 型分布。这与 $\mathbb{Q}$ 上相应 2-Selmer 群维数的分布形成鲜明对比,而这种差异使我们也能确定 $K$ 上 $E_d$ 的 Shafarevich–Tate 群中 2-挠点的分布。作为我们方法的一个结果,我们证明,对于 100% 的扭曲 $d$,$\operatorname{Gal}(K/\mathbb{Q})$ 对 $K$ 上 $E_d$ 的 2-Selmer 群的作用是平凡的,并且 Mordell–Weil 群 $E_d(K)$ 整性地分裂为其不变量与反不变量的直和。另一方面,我们给出了二次扭曲的稀疏族示例,其中正比例的 $K$ 上 2-Selmer 群具有非平凡的 $\operatorname{Gal}(K/\mathbb{Q})$ 作用,说明前述结果确实是统计现象。

英文摘要:

Let $E/\mathbb{Q}$ be an elliptic curve with full rational 2-torsion. As d varies over squarefree integers, we study the behaviour of the quadratic twists $E_d$ over a fixed quadratic extension $K/\mathbb{Q}$. We prove that for 100% of twists the dimension of the 2-Selmer group over K is given by an explicit local formula, and use this to show that this dimension follows an Erdős--Kac type distribution. This is in stark contrast to the distribution of the dimension of the corresponding 2-Selmer groups over $\mathbb{Q}$, and this discrepancy allows us to determine the distribution of the 2-torsion in the Shafarevich--Tate groups of the $E_d$ over K also. As a consequence of our methods we prove that, for 100% of twists d, the action of $\operatorname{Gal}(K/\mathbb{Q})$ on the 2-Selmer group of $E_d$ over K is trivial, and the Mordell--Weil group $E_d(K)$ splits integrally as a direct sum of its invariants and anti-invariants. On the other hand, we give examples of thin families of quadratic twists in which a positive proportion of the 2-Selmer groups over K have non-trivial $\operatorname{Gal}(K/\mathbb{Q})$-action, illustrating that the previous results are genuinely statistical phenomena.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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