一個 進數是有理數域的擴張,使得模冪的同餘對於固定的素數
與所謂的 “
進 度量” 中的鄰近性相關。
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(1)
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其中 是一個素數,
和
是整數,且不被
整除,
是唯一的整數。然後定義
的 p進範數 為
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(2)
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也定義 進範數
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(3)
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進數可能是由 Hensel (亨澤爾) (1897) 首次在一個關於 冪級數中代數數發展的論文中引入的。然後,Kűrschák 在 1913 年將
進數推廣到賦值。Hasse (哈asse) (1923) 隨後提出了 Hasse 原理,這是區域性域理論的主要應用之一。Skolem (斯科倫) 的
進方法,用於攻擊某些丟番圖方程,是
進數的另一個強大應用。另一個應用是關於調和數
永遠不是整數(除了
之外)的定理。類似的應用是使用
進賦值證明 von Staudt-Clausen 定理,儘管技術細節有些困難。 Mahler-Lech 定理提供了另一個應用。
每個有理 都有一個“本質上”唯一的
進展開(“本質上”是因為零項始終可以在開頭新增)
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(4)
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其中 是一個整數,
是 0 到
(包括 0 和
)之間的整數,並且該和相對於
進賦值是收斂的。如果
且
,則展開是唯一的。Burger 和 Struppeck (1996) 表明,對於
是一個素數,
是一個正整數,
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(5)
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其中 進展開式
為
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(6)
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和
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(7)
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對於足夠大的 ,
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(8)
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在 上的
進賦值產生了
進 度量
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(9)
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這反過來又產生了 進拓撲。可以證明,有理數與
進度量一起,不構成完備度量空間。因此,可以構造這個空間的完備化,並且
進數
的集合被定義為這個完備化空間。
正如實數是有理數 關於通常絕對賦值
的完備化一樣,
進數是
關於
進賦值
的完備化。
進數在解決丟番圖方程中很有用。例如,可以很容易地證明方程
在 2 進數域中無解(我們只需取兩邊的賦值)。由於 2 進數包含有理數作為子集,我們可以立即看出該方程在有理數中無解。因此,我們立即證明了
的無理性。
這是解決這類方程時常用的論證方法:為了表明方程在 中無解,我們證明它在擴張域中無解。再舉一個例子,考慮
。這個方程在
中無解,因為它在實數
中無解,並且
是
的子集。
現在考慮逆命題。假設我們有一個方程,它在 和所有
(對於每個素數
)中都有解。我們能得出結論,該方程在
中有解嗎?不幸的是,一般來說,答案是否定的,但是對於某些型別的方程,答案是肯定的。據說這些方程滿足 Hasse 原理。