Таким образом, остается описать норменныё факторгруппы
неразветвленных расширений локального поля
В этом параграфе будет показано, что если
то группа
является циклической группой порядка
Сохраним предположения и обозначения § 17.8. Мы также будем предполагать, что
т. е.
неразветвленное расширение (локальных полей) степени
Значит,
и группы Галуа
циклические порядка
Автоморфизм Фробениуса а порождает группу
а его образ
при изоморфизме
действует на F по правилу
где
В дальнейшем удобно использовать для отображений нормы и следа из
сокращенные обозначения
Таким образом,
для всех
Аналогично,
будут обозначать отображения нормы и следа для расширения
Отметим один стандартный факт, доказательство которого мы предоставляем читателю (упр. 1).
Лемма a.
.
Самой важной частью доказательства основного результата является следующая лемма.
Лемма
Пусть
Тогда
Доказательство. Если
то
в силу неархимедовости нормирования
и леммы 17.8а. В частности,
отображает компактное множество
непрерывно. Следовательно,
замкнутое подмножество множества
и лемма будет доказана, если мы покажем, что
плотно в
Пусть
Тогда
В самом деле,
С помощью аналогичного вычисления получаем равенство
Из леммы а и равенства (1) следует, что
т. е. каждый элемент из
можно представить в виде
где
Пусть
униформизующая:
Поскольку расширение
неразветвлено, мы также имеем
Из равенства (2) вытекает, что
для всех 1. Следовательно,
Кроме того, если
то
где с
То есть
Поэтому
для
Из
с помощью индукции получаем, что
для всех
Следовательно,
плотное подмножество множества
Предложение. Пусть К — неразветвленное расширение локального поля
Тогда группа
является циклической группой порядка
Кроме того, если
является униформизующей, то элемент
порождает группу
Доказательство. Ввиду леммы о змее имеем следующую коммутативную диаграмму с точными строками и столбцами:
Как и в гл. 16,
обозначает экспоненциальное отображение
По лемме
Следовательно, нормирование
индуцирует изоморфизм между группами
при котором элемент
отображается в образующую группы
Упражнения
(см. скан)