Multiplicative relations with conjugate algebraic numbers

Abstract

We study which algebraic numbers can be represented by a product of conjugate over a fixed number field K algebraic numbers in fixed integer powers. The problem is nontrivial if the sum of these integer powers is equal to zero. The norm over K of such number must be a root of unity. We show that there are infinitely many algebraic numbers whose norm over K is a root of unity and which cannot be represented by such product. Conversely, every algebraic number can be expressed by every sufficiently long product in conjugate over K algebraic numbers. We also construct nonsymmetric algebraic numbers, i.e., such that none elements of the respective Galois group acting on the full set of their conjugates form a Latin square.

Досліджено, які алгебраїчні числа можуть бути зображені у вигляді добутку спряжених над фіксованим числовим полем K алгебраїчних чисел у фіксованих цілих степенях. Розглядувана задача є нетривіальною, якщо сума цих цілих степенів дорівнює нулю. Норма над K такого числа має бути коренем з одиниці. Показано, що існує нескінченно багато алгебраїчних чисел, норма над K яких є коренем з одиниці і які не можуть бути зображені згаданим добутком. Навпаки, кожне алгебраїчне число можна виразити будь-яким достатньо довгим добутком спряжених над K алгебраїчних чисел. Побудовано також несиметричні алгебраїчні числа, тобто такі, що жоден елемент відповідної групи Галуа, яка діє на повній множині їхніх спряжень, не формує Латинський квадрат.