模曲線

在代數幾何及數論領域，模曲線是一類緊黎曼曲面，同時也是定義於某數域上的射影代數曲線。模曲線是當代數論、表示理論及代數幾何中重要的課題。

「模曲線」一詞源於以下事實：模曲線參數化了一族橢圓曲線，因而是一種模空間。志村簇是模曲線在高維度的類比。

定義

考慮上半平面 $\mathcal{H} := \{z \in \mathbb{C} : \hbox{Im}(z) > 0 \}$。取 $\mathcal{H}$ 對模群 $\Gamma := \hbox{SL}(2,\Z)$ 的有限指數子群之商，所得到的未必是緊緻空間。作完備化後便得到模曲線。可以證明模曲線必然是 $\mathbb{C}$ 上的平滑代數曲線；從複分析角度來看，便是緊黎曼曲面。

例子

對正整數 $N$，定義同餘子群

$\Gamma(N) := \hbox{Ker}(\hbox{SL}(2,\Z) \stackrel{\hbox{mod } N}{\longrightarrow} \hbox{SL}(2,\Z/N\Z))$。

相應的模曲線記為 $X(N)$，也稱為古典模曲線。除了完備化添加的尖點外，其複值點一一對應於下述資料的同構等價類：

$(E,P)$，$E$ 是複橢圓曲線、$P \in E(\mathbb{C})$ 是 $N$-撓點。

當 $N \leq 2$ 時，$X(N)$ 的虧格等於零，否則其虧格則是

$g(X(N)) = 1 + \frac{N^2(N-6)}{24} \prod_{p|N} (1-p^{-2})$。

$\Gamma(N)$ 的模形式可理解為 $X(N)$ 上某族線叢的截面。此時可以用幾何方式研究赫克算子，因為它們由模曲線之間的對應給出。

外部連結

• A.A. Panchishkin, A.N. Parshin, Modular curve//Hazewinkel, Michiel, 数学百科全书, 克鲁维尔学术出版社. 2001, ISBN 978-1556080104