Elementare Zahlentheorie: Blatt 11
2016-07-08Etwas verspätet ist hier meine Lösung zu Aufgabe 3:
# Laut Skript ist \\(n\\) genau dann eine Kongruenzzahl, wenn die elliptische Kurve # \\(y^2=x(x^2-n^2)\\) eine rationale Lösung \\((x,y)\\) mit \\(y≠0\\) besitzt. for n in [37,41,53]: # Erzeuge die richtige elliptische Kurve y^2=x(x^2-n^2) E = EllipticCurve(QQ, [0,0,0,-n^2,0]) # und wähle einen (möglichst allgemeinen) Punkt auf dieser. (x,y,z) = E.an_element() # Überprüfen, ob der Punkt wirklich auf der Kurve liegt und nicht der # unendlich ferne Punkt ist. assert(z == 1 and y^2 == x*(x^2-n^2)) # Berechne die Seitenlängen des Dreiecks a = abs(y / x) c = abs(2*x/a - a) b = sqrt(c^2 - a^2) # und seine Fläche A = a*b/2 # Nochmal überprüfen, dass wirklich nichts schiefgegangen ist assert(A == n) # und das Ergebnis schön formatiert ausgeben lassen. print """Die elliptische Kurve \\({}\\) enthält den nicht-trivialen rationalen Punkt \\({}\\). Also hat das Dreieck mit (rationalen) Seiten \\(a={}\\), \\(b ={}\\) und \\(c={}\\) den Flächeninhalt \\(\\frac{{ab}}2={}\\). """.format(latex(E), latex((x,y)), latex(a), latex(b), latex(c), A)
was die folgende Ausgabe liefert:
Die elliptische Kurve \(y^2=x^{3}-1369x\) enthält den nicht-trivialen rationalen Punkt \(\left(-\frac{1764}{21025}, -\frac{32672766}{3048625}\right)\). Also hat das Dreieck mit (rationalen) Seiten \(a=\frac{777923}{6090}\), \(b =\frac{450660}{777923}\) und \(c=\frac{605170417321}{4737551070}\) den Flächeninhalt \(\frac{ab}2=37\).
Die elliptische Kurve \(y^2=x^{3}-1681x\) enthält den nicht-trivialen rationalen Punkt \(\left(-9, 120\right)\). Also hat das Dreieck mit (rationalen) Seiten \(a=\frac{40}{3}\), \(b =\frac{123}{20}\) und \(c=\frac{881}{60}\) den Flächeninhalt \(\frac{ab}2=41\).
Die elliptische Kurve \(y^2=x^{3}-2809x\) enthält den nicht-trivialen rationalen Punkt \(\left(-\frac{1158313156}{35343025}, -\frac{50101876246422}{210114283625}\right)\). Also hat das Dreieck mit (rationalen) Seiten \(a=\frac{1472112483}{202332130}\), \(b =\frac{21447205780}{1472112483}\) und \(c=\frac{4850493897329785961}{297855654284978790}\) den Flächeninhalt \(\frac{ab}2=53\).
In Anbetracht dieser Seitenlängen verwundert es nicht, dass die Suche beim letzten Blatt zwar \(41\), aber weder \(37\), noch \(53\) als Kongruenzzahl gefunden hat.