ポンスレの閉形定理
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証明の概要
C,Dを複素射影平面 P2上の曲線として見る。簡単のため、C, Dは単純な交点を持つとする(非特異で一般の位置にある)。このときベズーの定理よりC, Dの交点は4つ存在する。点cを通るDの接線ℓdの接点をd、(c, d)をもつC × Dの部分代数多様体をXとする。c ∈ C ∩ Dならばdは1つ、でなければ2つ存在する。したがって、射影X → C ≃ P1によりXは、4点以上で分岐した位数2の自己同型で表される。つまりXは楕円曲線である。 (c, d)を同一座標上の点(c, d' )へ移すXの対合をとする。不動点をもつ楕円曲線の対合は、群として、x→p - xと表現されるので、もこの形式となる。同様に射影X → Dも、C, Dの4つの共通接線とDの接点で分岐した位数2の自己同型であり、対合はx→q - xと一致する。したがって合成写像はXへの変換を表す。のべきが不動点を持つならば、そのべきはその不動点で恒等写像である必要がある。C, Dに言い換えると、(対応するdの存在する)ある点c ∈ Cが閉じた軌道をつくる(つまりn角形を作る)ならば、すべての点が不動であるということである。C, Dが退化した場合は極限を取ることで導かれる。
