On p-adic decomposable form inequalities

par Junjiang Liu

Thèse de doctorat en Mathematiques pures

Sous la direction de Pascal Autissier et de Jan-Hendrik Evertse.

Le président du jury était Yuri Bilu.

Le jury était composé de Peter Stevenhagen.

Les rapporteurs étaient Robin De‎ Jong, Jeffrey Lin Thunder, Robert Tijdeman.

  • Titre traduit

    Sur des inégalités p-adiques de formes décomposables


  • Résumé

    Soit F ∈ Z[X1, . . . ,Xn] une forme décomposable, c’est-à-dire un polynôme homogène de degré d qui peut être factorisé en formes linéaires sur C. Notons NF (m) le nombre de solutions entières à l’inégalité |F(x)| ≤ m et VF (m) le volume de l’ensemble {x ∈ Rn :|F(x)| ≤ m}. En 2001, Thunder [19] a prouvé une conjecture de W.M. Schmidt, énonçant que, sous des conditions de finitude appropriées, on a NF (m) << m n/d où la constante implicite ne dépend que de n et d. En outre, il a montré une formule asymptotique NF (m) = m n/d V (F) + OF (m n/(d+n−2)) où, cependant, la constante implicite dépend de F. Dans des articles ultérieurs, la préoccupation de Thunder était d’obtenir une formule asymptotique similaire, mais avec la borne supérieure du terme d’erreur |NF (m) −m n/dV (F)| ne dépendant que de n et d. Dans [20] et [22], il a réussi à prouver que si gcd(n, d) = 1, la constante implicite dans le terme d’erreur peut en effet être fonction uniquement de n et d. L’objectif principal de cette thèse est d’étendre les résultats de Thunder au cadre p-adique. `A savoir, nous sommes intéressés par les solutions à l’inégalité |F(x)| · |F(x)|p1 . . . |F(x)|pr ≤ m en x = (x1, x2, . . . ,xn) ∈ Zn avec gcd(x1, x2, . . . ,xn, p1 · · · pr) = 1. (5.4.9) où p1, . . . , pr sont des nombres premiers distincts et |·|p désigne la valeur absolue p-adique habituelle. Le chapitre 1 est consacré au cadre p-adique de ce problème et aux preuves des lemmes auxiliaires. Le chapitre 2 est consacré à l’extension des résultats de Thunder de [19]. Dans le chapitre 3, nous montrons l’effectivité de la condition sous laquelle le nombre de solutions de (5.4.9) est fini. Le chapitre 4 et le chapitre 5 généralisent les résultats de Thunder dans [20], [21] et [22].


  • Résumé

    Let F ∈ Z[X1, . . . ,Xn] be a decomposable form, that is, a homogeneous polynomial of degree d which can be factored into linear forms over C. Denote by NF (m) the number of integer solutions to the inequality |F(x)| ≤ m and by VF (m) the volume of the set{x ∈ Rn : |F(x)| ≤ m}. In 2001, Thunder [19] proved a conjecture of W.M. Schmidt, stating that, under suitable finiteness conditions, one has NF (m) << mn/d where the implicit constant depends only on n and d. Further, he showed an asymptotic formula NF (m) = mn/dV (F) + OF (mn/(d+n−2)) where, however, the implicit constant depends on F. In subsequent papers, Thunder’s concern was to obtain a similar asymptotic formula, but with the upper bound of the error term |NF (m)−mn/dV (F)| depending only on n and d. In [20] and [22], hemanaged to prove that if gcd(n, d) = 1, the implicit constant in the error term can indeed be made depending only on n and d.The main objective of this thesis is to extend Thunder’s results to the p-adic setting. Namely, we are interested in solutions to the inequality |F(x)| · |F(x)|p1 . . . |F(x)|pr ≤ m in x = (x1, x2, . . . ,xn) ∈ Zn with gcd(x1, x2, . . . ,xn, p1 · · · pr) = 1. (5.4.3)where p1, . . . , pr are distinct primes and | · |p denotes the usual p-adic absolute value.Chapter 1 is devoted to the p-adic set-up of this problem and to the proofs of the auxiliary lemmas. Chapter 2 is devoted to extending Thunder’s results from [19]. In chapter 3, we show the effectivity of the condition under which the number of solutions of (5.4.3) is finite. Chapter 4 and chapter 5 generalize Thunder’s results from [20], [21] and [22].


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