Хара'ктер в математике, функция специального вида, применяемая в чисел теории и теории групп .
В теории чисел Х. называют функцию c(n
) ¹ 0, определённую для всех целых чисел n
и такую, что: 1) c(nm
) = c(n
)c(m
) для всех n
и m
, 2) существует такое целое число k
(период), что c(n
+ k
) = c(n
) для всех n
. Наименьший из положительных периодов называется основным модулем характера c, а характер с основным модулем k
обозначается c(n
, k
). Примерами Х. являются: 1) главный Х. по модулю k
; c(n
, k
) = 0, если (n
, k
) > 1, и c(n
, k
) = 1, если (n
, k
) = 1, 2) c(n
, k
) = 0, если (n
, k
) > 1, c(n
, k
) = , если (n
, k
) = 1,
— Якоби символ
, k
> 1 — нечётное натуральное число. Х. степени q
по модулю k
называется Х., равный единице для чисел и, для которых разрешимо сравнение xq
º a
(modk
) (см. Степенной вычет
). Такие Х. играют важную роль в теории алгебраических чисел. Многие вопросы теории чисел (например, вопрос о распределении простых чисел) связаны с изучением функций L
(s
c) =
(т. н. L
-функций Дирихле). Частным случаем таких функций является дзета-функция
x(s
), для которой Х (n
) º 1.
Условие периодичности c(n + k ) = c(n ) позволяет трактовать характеры c(n , k ) при фиксированном k > 1 как функции, заданные на приведённой системе вычетов по модулю k , рассматриваемой как группа по умножению, и удовлетворяющие там функциональному уравнению:
c(ab ) = c(a ) c(b ). (1)
Такая трактовка понятия Х. позволяет непосредственно перенести его на любую конечную коммутативную группу G . При этом, если n — порядок, e — единица, a — произвольный элемент группы G , то [c(a )] n = c(a n ) = c(e ) = 1, т. е. c(a ) — корень n -й степени из единицы: в частности
|c(a )| º 1. (2)
Х. произвольной коммутативной группы G (не обязательно конечной) называют всякую функцию c(а ), определённую на G и удовлетворяющую условиям (1) и (2). Если G — топологическая группа, то требуют ещё, чтобы c(а ) была непрерывна.
Совокупность всех Х. группы G образует группу G1 , относительно обыкновенного умножения Х. как функций. Если G конечна, то G1 изоморфна G . Для бесконечных групп это уже, вообще говоря, неверно. Например, если G — группа целых чисел, то её Х. служат c(n ) = ein j , где (j — любое действительное число, приведённое по модулю 2p, так что группа Х. совпадает с группой вращений окружности. В свою очередь, группа Х. для группы вращений окружности совпадает с группой целых чисел [каждый такой Х. имеет вид: c(j) = ein j ]. Эта двойственность была обобщена Л. С. Понтрягиным на широкий класс групп и применена к решению важных проблем топологии (т. н. проблем двойственности для компактов).
Лит.: Понтрягин Л. С., Непрерывные группы, 3 изд., М., 1973; Чудаков Н. Г., Введение в теорию L-функций Дирихле, М. — Л., 1947; Ленг С., Алгебра, пер. с англ., М., 1968; Боревич З. И., Шафаревич И. Р., Теория чисел, 2 изд., М., 1972.