Seja p um primo, considere q = pe com e ≥ 1 inteiro. Dado o polinômio f (x) = x4+ax3+bx2+ cx+d ∈ Fq[x], consideremos o polinômio F(T) = T4 +aT3 +bT2 +cT + d - y ∈ Fq(y)[T], com y = f (x) sobre Fq(y). O objetivo desse trabalho é determinar o número de polinômios f (x) que tem seu grupo de galois associado GF isomorfo a cada subgrupo transitivo (prefixado) de S4. O trabalho foi baseado no artigo: Galois closures of quartic sub-fields of rational function fields, usando equações auxiliares associadas ao polinômio minimal F(T) de graus 3 e 2 (DUMMIT, 1994); bem como uma caraterização das curvas projetivas planas de grau 2 não singulares. Se car(k) ≠ 2, associamos a F(T) sua cúbica resolvente RF(T) e seu discriminante ΔF. Em seguida obtemos condições para GF ≅ C4 (vide Teorema 2.9), que é ocaso fundamental para determinação dos demais casos. Se car(k) = 2, procuramos determinar condições para GRF ≅ A3, associando ao polinômio RF(T) sua quadrática resolvente P(T) (vide a Proposição 2.13). Apos ter homogeneizado P(T), usamos uma das consequências do teorema de Bézout, a saber, uma curva algébrica projetiva plana C de grau 2 é irredutível se, e somente se, C não tem pontos singulares. Nesta dissertação obtemos resultados semelhantes com uma abordagem relativamente diferente daquela usada pelo autor R. Valentini. / Let be p a prime, q = pe whit e ≥ 1 integer. Let a polynomial f (x) = x4+ax3+bx2+cx+d ∈ Fq[x], considering the polynomial F(T)=T4+aT3+bT2+cT +d, with y= f (x) over Fq(y)[T]. The purpose of the current research is to determine the numbers of polynomials f (x) which have its associated Galois group GF, this GF is isomorphic for each transitive subgroup (prefixed) of A4. This project is based on the article: Galois closures of quartic sub-fields of rational function fields, using auxiliary equations associated to the minimal polynomial F(T) of degrees 3 and 2 (DUMMIT, 1994); besides a characterization of non-singular projective plane curves of degree 2 was used. If car(k) ≠ 2, associated to F(T) the resolvent cubic RF(T) and its discriminant ΔF then conditions for GF are obtained as GF ≅ C4 which is the fundamental case for determining the other cases (Theorem 2.9). If car(k) = 2, to find conditions for GRF ≅ A3, associated to the polynomial RF(T) its resolvent quadratic p(T) (Proposition 2.13). Homogenizing p(T), one of the consequences of the Bezout theorem was applied. It is, a projective plane curve C, which grade 2, is irreducible if and only if C is smooth. In the current dissertation, similar results were obtained using a different approach developed by the author R. Valentini.

Thesis (MSc (Mathematical Sciences))--Stellenbosch University, 2008. / Class field theory describes the abelian extensions of a given field K in terms of various class groups of K, and can be viewed as one of the great successes of 20th century number theory. However, the main results in class field theory are pure existence results, and do not give explicit constructions of these abelian extensions. Such explicit constructions are possible for a variety of special cases, such as for the field Q of rational numbers, or for quadratic imaginary fields. When K is a global function field, however, there is a completely explicit description of the abelian extensions of K, utilising the theory of sign-normalised Drinfeld modules of rank one. In this thesis we give detailed survey of explicit class field theory for rational function fields over finite fields, and of the fundamental results needed to master this topic.

This thesis focuses upon how to calculate local components of Weil differentials of an elliptic function field. Because Weil differentials constitute a one-dimension vector space then one Weil differential is fixed. An algorithm calculating a local component is developed for the fixed one. The first algorithm computes local components of places of degree one. It is based upon elementary properties of local components. The definition of the Weil differential does not say enough about why it is defined in this way and about why it is useful. Thus there is the relationship between the Weil differential and some objects from complex analysis like the Laurent series and the residue. It provides a better understanding of properties of the Weil differential. The result of this thesis are other two algorithms calculating local components of Weil differentials. The algorithms employ the residue. 1

On s'intéresse dans cette thèse à la détermination du rang de tenseur de la multiplication dans $mathbb{F}_{q^n}$, l'extension de degré $n$ du corps fini $mathbb{F}_q$ ; ce rang de tenseur correspond en particulier à la complexité bilinéaire de la multiplication dans $mathbb{F}_{q^n}$ sur $mathbb{F}_q$. Dans cette optique, on présente les différentes évolutions de l'algorithme de type évaluation-interpolation introduit en 1987 par D.V. et G.V. Chudnovsky et qui a permis d'établir que le rang de tenseur de la multiplication dans $mathbb{F}_{q^n}$ était linéaire en~$n$. Cet algorithme en fournit désormais les meilleures bornes connues dans le cas d'extensions de degré grand relativement au cardinal du corps de base — le cas des petites extensions étant bien connu. Afin d'obtenir des bornes uniformes en le degré de l'extension, il est nécessaire, pour chaque $n$, de déterminer un corps de fonctions algébriques qui convienne pour appliquer l'algorithme pour $mathbb{F}_{q^n}$, c'est-à-dire qui ait suffisamment de places de petit degré relativement à son genre $g$ et pour lequel on puisse établir l'existence de diviseurs ayant certaines propriétés, notamment des diviseurs non-spéciaux de degré ${g-1}$ ou de dimension nulle et de degré aussi près de ${g-1}$ que possible ; c'est pourquoi les tours de corps de fonctions sont d'un intérêt considérable. En particulier, on s'intéresse ici à l'étude des tours de Garcia-Stichtenoth d'extensions d'Artin-Schreier et de Kummer qui atteignent la borne de Drinfeld-Vlu{a}duc{t}. / In this thesis, we focus on the determination of the tensor rank of multiplication in $mathbb{F}_{q^n}$, the degree $n$ extension of the finite field $mathbb{F}_q$, which corresponds to the bilinear complexity of multiplication in $mathbb{F}_{q^n}$ over $mathbb{F}_q$. To this end, we describe the various successive improvements to the evaluation-interpolation algorithm introduced in 1987 by D.V. and G.V. Chudnovsky which shows the linearity of the tensor rank of multiplication in $mathbb{F}_{q^n}$ with respect to $n$. This algorithm gives the best known bounds for large degree extensions relative to the cardinality of the base field (the case when the degree of the extension is small is well known). In order to obtain uniform bounds, we need to determine, for each $n$, a suitable algebraic function field for the algorithm on $mathbb{F}_{q^n}$, namely a function field with sufficiently many places of small degree relative to its genus $g$ and for which we can prove the existence of divisors with some good properties such as non-special divisors of degree ${g-1}$ or zero-dimensional divisors with degree as close to ${g-1}$ as possiblestring; these conditions lead us to consider towers of algebraic function fields. In particular, we are interested in the study of Garcia-Stichtenoth towers of Artin-Schreier and Kummer extensions which attain the Drinfeld-Vlu{a}duc{t} bound.

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:45:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 634504 bytes, checksum: ce035cc957832598c53dda96372e7cb7 (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work, based on algebraic function fields, we give constructions of disjoint linear codes. In addition,we study the asymptotic behavior of disjoint linear codes from our constructions. / Neste trabalho, baseados em corpos de funções algébricas, forneceremos construções de códigos lineares disjuntos. Além disso, nós estudaremos comportamentos assintóticos de códigos lineares disjuntos a partir da nossa construção.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2016-08-15T15:24:51Z No. of bitstreams: 1 oscarjhoanpalaciomarin.pdf: 723203 bytes, checksum: d8ac71f1e1162340ce21f336196d0070 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-08-16T13:02:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oscarjhoanpalaciomarin.pdf: 723203 bytes, checksum: d8ac71f1e1162340ce21f336196d0070 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T13:02:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oscarjhoanpalaciomarin.pdf: 723203 bytes, checksum: d8ac71f1e1162340ce21f336196d0070 (MD5) Previous issue date: 2016-06-23 / Nesse trabalho, estamos interessados, especialmente, nas propriedades de duas classes de Códigos Corretores de Erros: os Códigos Hermitianos e os Códigos Hermitianos Generalizados. O primeiro é definido a partir de lugares do corpo de funções Hermitiano clássico sobre um corpo finito de ordem quadrada, já o segundo é definido a partir de uma generalização desse mesmo corpo de funções. Como base para esse estudo, apresentamos ainda resultados da teoria de corpos de funções e outras construções de Códigos Corretores de Erros. / Inthisworkweinvestigatepropertiesoftwoclassesoferror-correctingcodes,theHermitian Codes and their generalization. The Hermitian Codes are defined using the classical Hermitian curve defined over a quadratic field. The generalized Hermitian Codes are similar, but uses a generalization of this curve. We also present some results of the theory of function fields and other constructions of error-correcting codes which are important to understand this work.

En mathématiques, une hauteur est une fonction utilisée pour mesurer la complexité d’un objet. Lorsqu’uniquement un nombre fini d’éléments possèdent une hauteur bornée, on dit alors que cette hauteur possède la propriété de Northcott. Un des intérêts de cette propriété est que les hauteurs la possédant peuvent être utilisées pour distinguer des sous-ensembles finis d’une famille infinie d’objets. Récemment, Pazuki et Pengo [47] ont étudié la propriété de Northcott où la hauteur considérée était l’évaluation de fonctions zêta de Dedekind en un entier n. Ce mémoire contient, en premier lieu, une étude similaire sur l’évaluation de fonctions zêta de corps de fonctions. Ce premier article pousse cette réflexion sur un plus grand domaine en considérant l’évaluation sur n’importe quel point s du plan complexe au lieu de valeurs entières n. On y montre que pour les points appartenant à une certaine région {s ∈ C ∶ Re(s) < σ0} où 0 < σ0 < 1/2, la hauteur considérée possède la propritété de Northcott et que ceux qui appartiennent à la région {s ∈ C ∶ Re(s) > 1/2} ne la possèdent pas. En prenant comme contexte les résultats du premier article, nous retournerons ensuite, dans un deuxième article, à la première situation des fonctions zêta de Dedekind pour étudier la question sur ce domaine étendu. Les résultats sur la propriété de Northcott sont différents et on trouve que le scénario sur les corps de fonctions est taché de disques non Northcott autour des entiers négatifs. Ces deux articles seront précédés d’une introduction à la théorie des corps de nombres et des corps de fonctions jusqu’à la définition de leur fonction zêta respective. Enfin, nous incluerons également une discussion des différences entre ces deux théories qui culminera à des définitions alternatives de leur fonction zêta. Ultimement, cette introduction pourvoira tous les outils nécessaires pour attaquer la question de la propriété de Northcott abordée dans les articles. / In mathematics, heights are functions used to measure the complexity of an object. When only a finite number of elements have a bounded height, we say that this height has the Northcott property. One of the advantages of this property is that the heights possessing it can be used to distinguish finite subsets of an infinite family of objects. Recently, Pazuki and Pengo [47] studied the Northcott property where the height considered was the evaluation of Dedekind zeta functions at an integer n. This thesis contains, first of all, an article describing a similar study on the evaluation of zeta functions of function fields. This first article pushes this reflection on a larger domain by considering the evaluation on any point s of the complex plane instead of integer values n. We show that for points belonging to a certain region {s ∈ C ∶ Re(s) < σ0} where 0 < σ0 < 1/2, the considered height has the Northcott property, while for those belonging to the region {s ∈ C ∶ Re(s) > 1/2}, the height does not have the Northcott property. Taking as context the results of the first article, we will then return, in a second article, to the initial situation of Dedekind zeta functions to study the question on this extended domain. The results on the Northcott property are different and the scenario on function fields is found to be stained with non-Northcott disks around the negative integers. These two articles will be preceded by an introduction to the theory of number fields and function fields up to the definition of their respective zeta functions. Finally, we will also include a discussion of the differences between these two theories culminating in alternative definitions of their zeta function. Ultimately, this introduction will provide all the tools necessary to attack the questions on the Northcott property discussed in the articles.

Le sujet principal de cette thèse est l’étude des valeurs moyennes et corrélations de fonctions multiplicatives. Les résultats portant sur ces derniers sont subséquemment appliqués à la résolution de plusieurs problèmes. Dans le premier chapitre, on rappelle certains résultats classiques concernant les valeurs moyennes des fonctions multiplicatives. On y énonce également les théorèmes principaux de la thèse. Le deuxième chapitre consiste de l’article “Mean values of multiplicative functions over the function fields". En se basant sur des résultats classiques de Wirsing, de Hall et de Tenenbaum concernant les fonctions multiplicatives arithmétiques, on énonce et on démontre des théorèmes qui y correspondent pour les fonctions multiplicatives sur les corps des fonctions Fq[x]. Ainsi, on résoud un problème posé dans un travail récent de Granville, Harper et Soundararajan. On décrit dans notre thése certaines caractéristiques du comportement des fonctions multiplicatives sur les corps de fonctions qui ne sont pas présentes dans le contexte des corps de nombres. Entre autres, on introduit pour la première fois une notion de “simulation” pour les fonctions multiplicatives sur les corps de fonctions Fq[x]. Les chapitres 3 et 4 comprennent plusieurs résultats de l’article “Correlations of multiplicative functions and applications". Dans cet article, on détermine une formule asymptotique pour les corrélations X n6x f1(P1(n)) · · · fm(Pm(n)), où f1, . . . ,fm sont des fonctions multiplicatives de module au plus ou égal à 1 ”simulatrices” qui satisfont certaines hypothèses naturelles, et P1, . . . ,Pm sont des polynomes ayant des coefficients positifs. On déduit de cette formule plusieurs conséquences intéressantes. D’abord, on donne une classification des fonctions multiplicatives f : N ! {−1,+1} ayant des sommes partielles uniformément bornées. Ainsi, on résoud un problème d’Erdos datant de 1957 (dans la forme conjecturée par Tao). Ensuite, on démontre que si la valeur moyenne des écarts |f(n + 1) − f(n)| est zéro, alors soit |f| a une valeur moyenne de zéro, soit f(n) = ns avec iii Re(s) < 1. Ce résultat affirme une ancienne conjecture de Kátai. Enfin, notre théorème principal est utilisé pour compter le nombre de représentations d’un entier n en tant que somme a+b, où a et b proviennent de sous-ensembles multiplicatifs fixés de N. Notre démonstration de ce résultat, dû à l’origine à Brüdern, évite l’usage de la “méthode du cercle". Les chapitres 5 et 6 sont basés sur les résultats obtenus dans l’article “Effective asymptotic formulae for multilinear averages and sign patterns of multiplicative functions," un travail conjoint avec Alexander Mangerel. D’après une méthode analytique dans l’esprit du théorème des valeurs moyennes de Halász, on détermine une formule asymptotique pour les moyennes multidimensionelles x−l X n2[x]l Y 16j6k fj(Lj(n)), lorsque x ! 1, où [x] := [1,x] et L1, . . . ,Lk sont des applications linéaires affines qui satisfont certaines hypothèses naturelles. Notre méthode rend ainsi une démonstration neuve d’un résultat de Frantzikinakis et Host avec, également, un terme principal explicite et un terme d’erreur quantitatif. On applique nos formules à la démonstration d’un phénomène local-global pour les normes de Gowers des fonctions multiplicatives. De plus, on découvre et explique certaines irrégularités dans la distribution des suites de signes de fonctions multiplicatives f : N ! {−1,+1}. Visant de tels résultats, on détermine les densités asymptotiques des ensembles d’entiers n tels que la fonction f rend une suite fixée de 3 ou 4 signes dans presque toutes les progressions arithmétiques de 3 ou 4 termes, respectivement, ayant n comme premier terme. Ceci mène à une généralisation et amélioration du travail de Buttkewitz et Elsholtz, et donne un complément à un travail récent de Matomäki, Radziwiłł et Tao sur les suites de signes de la fonction de Liouville. / The main theme of this thesis is to study mean values and correlations of multiplicative functions and apply the corresponding results to tackle some open problems. The first chapter contains discussion of several classical facts about mean values of multiplicative functions and statement of the main results of the thesis. The second chapter consists of the article “Mean values of multiplicative functions over the function fields". The main purpose of this chapter is to formulate and prove analog of several classical results due to Wirsing, Hall and Tenenbaum over the function field Fq[x], thus answering questions raised in the recent work of Granville, Harper and Soundararajan. We explain some features of the behaviour of multiplicative functions that are not present in the number field settings. This is accomplished by, among other things, introducing the notion of “pretentiousness" over the function fields. Chapter 3 and Chapter 4 include results of the article “Correlations of multiplicative functions and applications". Here, we give an asymptotic formula for correlations X n_x f1(P1(n))f2(P2(n)) · · · · · fm(Pm(n)) where f . . . ,fm are bounded “pretentious" multiplicative functions, under certain natural hypotheses. We then deduce several desirable consequences. First, we characterize all multiplicative functions f : N ! {−1,+1} with bounded partial sums. This answers a question of Erdos from 1957 in the form conjectured by Tao. Second, we show that if the average of the first divided difference of multiplicative function is zero, then either f(n) = ns for Re(s) < 1 or |f(n)| is small on average. This settles an old conjecture of Kátai. Third, we apply our theorem to count the number of representations of n = a + b where a,b belong to some multiplicative subsets of N. This gives a new "circle method-free" proof of the result of Brüdern. Chapters 5 and Chapter 6 are based on the results obtained in the article “Effective asymptotic formulae for multilinear averages and sign patterns of multiplicative functions," joint with Alexander Mangerel. Using an analytic approach in the spirit of Halász’ mean v value theorem, we compute multidimensional averages x−l X n2[x]l Y 16j6k fj(Lj(n)) as x ! 1, where [x] := [1,x] and L1, . . . ,Lk are affine linear forms that satisfy some natural conditions. Our approach gives a new proof of a result of Frantzikinakis and Host that is distinct from theirs, with explicit main and error terms. As an application of our formulae, we establish a local-to-global principle for Gowers norms of multiplicative functions. We reveal and explain irregularities in the distribution of the sign patterns of multiplicative functions by computing the asymptotic densities of the sets of integers n such that a given multiplicative function f : N ! {−1, 1} yields a fixed sign pattern of length 3 or 4 on almost all 3- and 4-term arithmetic progressions, respectively, with first term n. The latter generalizes and refines the work of Buttkewitz and Elsholtz and complements the recent work of Matomaki, Radziwiłł and Tao. We conclude this thesis by discussing some work in progress.

Dans cette thèse, nous nous intéressons à l'arithmétique de certains corps de fonctions. Nous cherchons à établir dans un premier temps des théorèmes de dualité arithmétique sur ces corps, pour les appliquer ensuite à l'étude des points rationnels sur certaines variétés algébriques. Dans les trois premiers chapitres, nous travaillons sur le corps des fonctions d'une courbe sur un corps local supérieur (comme Qp, Qp((t)), C((t)) ou C((t))((u))). Dans le premier chapitre, nous établissons sur un tel corps des théorèmes de dualité arithmétique « à la Poitou-Tate » pour les modules finis, les tores, et même pour certains complexes de tores. Nous montrons aussi l'existence, sous certaines hypothèses, de certaines portions des suites exactes de Poitou-Tate correspondantes. Ces résultats sont appliqués dans le deuxième chapitre à l'étude du principe local-global pour les algèbres simples centrales, de l'approximation faible pour les tores, et des obstructions au principe local-global pour les torseurs sous des groupes linéaires connexes. Dans le troisième chapitre, nous nous penchons sur les variétés abéliennes et établissons des théorèmes de dualité arithmétique « à la Cassels-Tate ». Cela demande aussi de mener une étude fine des variétés abéliennes sur les corps locaux supérieurs. Dans le quatrième et dernier chapitre, nous travaillons sur les corps des fractions de certaines algèbres locales normales de dimension 2 (typiquement C((x, y)) ou Fp((x, y))). Nous établissons d'abord un théorème de dualité en cohomologie étale « à la Artin-Verdier » dans ce contexte. Cela nous permet ensuite de montrer des théorèmes de dualité arithmétique en cohomologie galoisienne « à la Poitou-Tate » pour les modules finis et les tores. Nous appliquons finalement ces résultats à l'étude de l'approximation faible pour les tores et des obstructions au principe local-global pour les torseurs sous des groupes linéaires connexes. / In this thesis, we are interested in the arithmetic of some function fields. We first want to establish arithmetic duality theorems over those fields, in order to apply them afterwards to the study of rational points on algebraic varieties. In the first three chapters, we work on the function field of a curve defined over a higher-dimensional local field (such as Qp, Qp((t)), C((t)) or C((t))((u))). In the first chapter, we establish "Poitou-Tate type" arithmetic duality theorems over such fields for finite modules, tori and even some complexes of tori. We also prove the existence, under some hypothesis, of parts of the corresponding Poitou-Tate exact sequences. These results are applied in the second chapter to the study of the local-global principle for central simple algebras, of weak approximation for tori, and of obstructions to local-global principle for torsors under connected linear algebraic groups. In the third chapter, we are interested in abelian varieties and we establish "Cassels-Tate type" arithmetic duality theorems. To do so, we also need to carry out a precise study of abelian varieties over higher-dimensional local fields. In the fourth and last chapter, we work on the field of fractions of some 2-dimensional normal local algebras (such as C((x, y)) or Fp((x, y))). We first establish in this context an "Artin-Verdier type" duality theorem in étale cohomology. This allows us to prove "Poitou-Tate type" arithmetic duality theorems in Galois cohomology for finite modules and tori. In the end, we apply these results to the study of weak approximation for tori and of obstructions to local-global principle for torsors under connected linear algebraic groups.

This dissertation explores an analogue of the prime number theorem for polynomials over finite fields as well as its connection to the necklace factorization algorithm T-transform and the string complexity measure T-complexity. Specifically, a precise asymptotic expansion for the prime polynomial counting function is derived. The approximation given is more accurate than previous results in the literature while requiring very little computational effort. In this context asymptotic series expansions for Lerch transcendent, Eulerian polynomials, truncated polylogarithm, and polylogarithms of negative integer order are also provided. The expansion formulas developed are general and have applications in numerous areas other than the enumeration of prime polynomials. A bijection between the equivalence classes of aperiodic necklaces and monic prime polynomials is utilized to derive an asymptotic bound on the maximal T-complexity value of a string. Furthermore, the statistical behaviour of uniform random sequences that are factored via the T-transform are investigated, and an accurate probabilistic model for short necklace factors is presented. Finally, a T-complexity based conditional string complexity measure is proposed and used to define the normalized T-complexity distance that measures similarity between strings. The T-complexity distance is proven to not be a metric. However, the measure can be computed in linear time and space making it a suitable choice for large data sets. / Graduate / 0544 0984 0405 / nrebenich@gmail.com