Integral Points on Elliptic Curves Defined by

0 downloads 0 Views 273KB Size Report
Proposition 3.1. YЖb Ц =( ( ,СЪ )isЕS2T i T teЧv2QСS l ptX iЖT t,. 1 ...... Computing heights on elliptic curves ,#5И&)098@2V ЕDGHqsr#2x ЙxwЗ`t 3 (`stt), 33 s-.
Integral Points on Elliptic Curves Defined by Simplest Cubic Fields Sylvain Duquesne

CONTENTS Introduction 1. Elliptic Curves Defined by Simplest Cubic Fields 2. 3. 4. 5.

Linear Forms in Elliptic Logarithms Computation of Integral Points Tables of Results General Results about Integral Points on the Elliptic Curves y2 = x3 + mx2 (m+3)x + 1 References

Let f(X) be a cubic polynomial defining a simplest cubic field in the sense of Shanks. We study integral points on elliptic curves of the form Y2 = f(X). We compute the complete list of integral points on these curves for the values of the parameter below 1000. We prove that this list is exhaustive by using the methods of Tzanakis and de Weger, together with bounds on linear forms in elliptic logarithms due to S. David. Finally, we analyze this list and we prove in the general case the phenomena that we have observed. In particular, we find all integral points on the curve when the rank is equal to 1.

INTRODUCTION

    !#"$"! % &('*) $+-,/.01,32

456! %789;:?@BADCE">!FGF=HIJI>KGL>=I @M"> H@N>OD H P-Q8RTS ) RVU ,/ R +;W Q J,X. SYR ,[Z%\ ] !" #"^4=I!!LH=!K ">=4H KGLF>X XOŽ FH=!F;GF=HI9 ‘’4GFh ] “u Ge!ID HHL">a# He “;‚">= >=a7”a• =H ] Z–––N9‘’?"!=—K%˜™=K> ] "! % ">!HIM ah>‚OD ’=#!H %M % >">D e w –N\=Zn~ ' ] … !#š…"! %ccc =!# %Œ7L">›—hI>=HH*œ ‘’=H> J !I ] XGL!IB HHƒ4“# HO€!H FH=9 ž c A K Peters, Ltd. 1058-6458/2001 $0.50 per page Experimental Mathematics 10:1, page 91

92

Experimental Mathematics, Vol. 10 (2001), No. 1

b"> I!K#O‚! a7c"! >#€ŠaC I>KGL!=I—6@ Q –_œeZ S  Z  & + Q = HH€"! % & )  + ,.0J,X2ET !OD=I 56! %78 S 9†Y7- K!I!FK & + !IM7  . Q OŽNIB} S „!…p} & + 9;yN!K">XI!K#O‚! u… H ] =@N

„>">X>XŠ Q S "! p ] ŽK!>=K=I$KOD

 >=9?:D@T Š  Q S ">K!>=K=IˆKOŽ >= 7F"!I>=“Y@ !I€@€ Š  Q SpQ c  ™  S ">K O

F K L %…7 Š Q €S 9 ‘’XGL# % Ž">=O 7-Œ9>‘x "!>9 ƒ  pHa J"!VI>= HH B#> E7">’OŽ FH= >F u › w|u">=‰Z=22._~9 ‘’ ] I>KGL>…"!4 >! HL">="“u#I>;XG! > %F9 †‡7 – ) Q  [\ š S  Š Q ` S !I $) m & ] " Q mƒ\  S ) Z%„ ] I>KGL!  Q – S )  Q  Q – SS ) H;O‚ 0  m  \    !H b"F;">="… Me="   Q – S ) +€ HO }  Q # – S H ª †‡4 #FHXŽ !!IB">?I! e#=!K   ] =$">= ">=" ' wzyNH#OD [Z=22%–0~9 /21N.l 3l—Dl @g”fnm=o : 6>fnMm 5 6Fm8f Lemma 2.1  €45 6Lv  + fnq!.o 1$ m 1N5m  W  €(´  Q – S W €  Q – S ´  + H + ;=6 :%J q 3?=o 50fl“ „ ;l€Do 5 6x.o 1J::0fl H Q  + , .0J,X2 S H; , g >…  EN2 H  + ) Z H }|4, } # ‘’ ] < OD FH GF=I€#Ž7y 9:< š6I zŒ=#!H wZ=22 }_~ ] "!h" HH ] !4pH ]  !!I! 78H>= % 78#OD…$=HH !H %#"FOD9 ƒ4Š eX —=HH !>#X=—6@‚"! =5F % ‹ + ) } R U; W †+R W †U  ‰ FI3 #6IF ‰Š€ FQ I ‰ + #!#"3"F % ] "d“% %#  S+ Œ –N9 – €?\ H?H?H=\ – I>=! ‰o€  !IT†™O Q ‰Š€=&‰ $  …—ŠD9c‘’I>KGL!X"> ">="  ) OD 0 Q Z%\  + Q Z%\ † + \ † U S \  Q  SS \ 7c"!?=HH !€>#„ ] ">  + I>=>=?OŽNI! GF=IB">=« "   C Q – … S ) OD 0  #  Q – … S \  \ €  Ÿ Q – … S  + !  !I—K!  + ) O‚ 0   ! \  C Q« – € S ?\ H?H?Hš\  C Q – S !„ « ) OD '&  C Q – … S \ U €#" … " %$ ­ €  Ÿ Q – … S ( « !I « # + .  §  ) #NH Z–*)

,+

«

¥

0

!/

Q  ,€Z S 



§¥

€ 



Q H U S +  «

 €1  …32 €

C Q– …S H

 w : š6I3Z=22 }_~9 l=m 4 Q  S )65 …2 €   Theorem 2.2 -g8m 1 9 % „ 5 6Lv‚fl=m87 ) ODI 0   …  9(;V>94 Q  S;) : 7Ž #6 %=Iˆ— ^OD FH= >FŒGF=HI9 ‘’ !ODŒ"! % ] …"! š…KOŽ F>=I€ aF "  – €=\ – + ?\ H?H?H=\ – 78…">X›—#I!=HH*œ“‘’=Hƒ! 9ŒyN!K ">—!O 7@>@>6, m  –  78OŽ m …  %9 †Y^M= @d KOD F>T“h H e^ Š  Q ` S 9 ±a=!K ] T> ] #!OŽ$"F %‚">V “ –  e=H!…DŠ  Q S 9uyN ¯U€ ) # – €  Š  Q €S \ €  % !#"$"! %Š m € ) #*€ƒB , A6„>789  A ) –?Z\ ) – …\ ¯ … R  … ) m … 78D C ) : Z\ ) – €K\ ¯  € R Ž"!¥ % – )  € ¯ € E , >@>@>0F ,  ¯  G , A‚¯  € H b">< e – =\ ¯ € ?\ H?H?Hš=\ ¯   =>€BŠ  Q ¥ S „N">=…!O HŽ =H>‚Š  Q €S „F">=!KA ) –N9 )4 ] I  H ) OD 0   …  ; 9 J> L>  aDGLFI$  > !   !!I’78  Hˆ9^‘’‚GF#!=I‰VH>K { H ] " ">  K6#I!F % 7 – 9 ;V> – ) Q  [\ š S g U f 5 6V g 6Fm al L 3[5%k>Jj :Vg 6Fmn„ Proposition 3.1. Z ´ML?€  N § \

 .

PO §

 1N.l 3Q l L?€ ) K6  + Q f=l#l lKi€i*5 #69 Z S 5 6LvRL + g fJm 1>l I fhi*5%k8klKfnm lKg®Ll?68K"5%k qFl :> m 1NlU 3lMLq6k®5mM: 3?i*5m 3hg®@  w Q ¯ …  , ¯IS S W  Q ¯ … S W  Q ¯IS S ~ €T" …VU SW"  H ‘’?> ] >=I^DH!{‚">  K6#I!! % 7 – ] "$ =HH !…H %#"!O— 9 …> Š OŽ F"FaM > 7">X78#O ‹ + ) } R U;W † + R  W † U ) † Q8RTS H

94

Experimental Mathematics, Vol. 10 (2001), No. 1

O€„ +  „ U I>=!‚">M6€7 † Q8R’S 9ˆy6 L= ) #OD 0  …  9 ;V> –^) Q  [\ š S  Š  Q S 5 6Lv   , &6Z#  Œ Proposition 3.2. œ + L=; m 1>.l 6  Ÿ Q – S  + ´ L

 .

) 4,  ‰ €+  &6Z# Ž">?=HH ! H %#"!O ! Y@B FI—!KC¯ … H=4— Š  Q €S 7”a HH C„ ] "! š Ÿ Q – S W  € Ÿ Q ¯ € S W >@>@> W   Ÿ Q ¯  S ) b‰ € ] "    ´  H , Z%9/‘’—"! = ‰ € ) Ÿ Q ” S „p">=!K €jŸ Q ¯ € S < , >@>@>E ,   Ÿ Q ¯  S ,db  ‰Š€= %7”#O  =HH !MH %#"!O‚9M: š6I z?=FH HH ] €!—O   XH ] Œ !FI78Š  Ÿ Q– S 9 pOŽ F %#!a"! !FI     B "   > "  !  !



  u 

   !  F  ‚ I   F       >=I^6 @ Œ !4.69 Z ] !IM.69 #6„ ] aI!=I!!Ka @DH %> ! c !FI H  7” Hˆ9 ‘’J> ] { ‰=I!!K^"!€ !FIQ 9 +!D"!„ ' €  K  F      > I   X    > " €  8 7    H  H    >  ^  F

    F   H =  O   >  !



 ] Ž % ] ] =  = H…6!O  #  €K?\ H?H?H_\  „; ] x ^= H K! I  LSƒ< !I L !I^ ŽH>= %a7”#O

-g m 1 L 

4

+

Q S )





2

… €

 …

…

] ">#X">  … %# !FI>=IB@  H  , Z%9 ‘’ ] !HI$H{?DI>=I!FKX7”O ">>=56! H @  4 Q  S  ´ML ƒ  N O § T !!Iˆ7” H‰9/†™/"> ] #I!„ ]  ] !HI3H{$ "> ] "! %4">H>= %4e=KOD 6DOD HH 74K6 ‚=“< %  !FI>=I9 b"F !#FH=O ] €!I!=I 6 @ p %{D !I :< š=J

‚wZ=2  2_~4ˆ">‚   ) #69Jb4">DK>€# H ] =@NX^=># H t‚">= OŽ">NI9?‘’D">"> > OD!=I$$=K=“4@= %#9 b"!ML ^I>= Q I!!^xI>^‘’ S Ž‰ % ! !šB OD %B">^H>= %78#O 6@ˆ 3 % ! !#=>OD %3H %K !IGL!IŽ =I!!K=IDF c78Œ"FŒH %K9;b4">…GF# =K 7u"F > ] F # = ‰ % ! !#=>OD %’ ">O‚ HH=c=Kp">4H %K9py6c=HH;! ] ">= "> H>= %a7”hO O‚ HH 9 uFI>KH!OD! 7 ">OD %h  –   Z  999 #"F U  Q % S H 7 ) Z – !  –

 €  >@>@>   €    

‘’#">6€">K!   % ! !šNO‚ %=H@$=56! H  Q  H  S  9Bb"F ">DI!#OD!  797 ] HHŒeD7u"! #I!^7 Q  H  S  FI ] ’"> T"! %B">TGF#‚F # =H=OD=“€‰  ƒ  =I!FK=IxH %K ] HHc Ž7…#I!  H 9

%$ &$(' + ' + %L /. ) 5 2 2  ;:



lm ) Q K€ \?H?H?_H \ S rhl45\3l#v%q!ohlvJrA5 c Proposition 3.3. I œ œ fng f~>.: € 3 m N 1 lk 5msm gsohl“„ Žm 1Nl* 50fhf.:=o=g 5m lv 35%i4c Z o.1i gsvm € ) O‚  … B' ZT´ rD05 fhg”f„ ´ ! „ ) … € R …+ ) € … € œ R … 9 ;V> + 5 e 6 v + , ‘5 6Lv  ) Q  € \?H?H?šH \  + S ) –Vm 1Nl.6

H 4 ´ 3 ˜

H Q 

LSƒ S

*) C  -, 5 32 L) 0  . 1,

W H ˜

& L +) W ,

W

. ››65 L +

H

†‡7c">  !!I$78 H K>„7c"> 7”#O 7 =H  › 9?†‡7Œ">ŽOD">NIJ7 H Q  9 9„7Œ">ŽK!IFe ^QL ) 4>… %™GF=I S „ ] X!K= X"!KF “  !I^ = %"> Hh"!O$9 ±a=!K„"!cOŽ"!6I€ HH ] Œ!  =IF!Kp">… !!I  7 ˜ ­ H%  H  › 9Mb4">Ž> ]  !!I’=># HH@xO‚ HH =>!" =6!OŽ# %a HH>">… FH=Œ7”;“# H

 9 ±4 ] =„u7"!  !!Iˆ=OD?’H %„ ]   = %"! H#"!O—9

Remark. ˜ ­ H

4. TABLES OF RESULTS

b %FH=XZhœ6. "> ] #=!Hu! >=IM6@"!pOŽ">NI9 +>X HH ´ Z–––B!h"$"! %›—hI>=HH*œ“‘’=Hc! ] XKOŽ L>=I !#>  vJwJxOy zN{ |w u=OD! xZ=22 _~9V†‡ OD‚ =„cIF >F">=I3 ">B %FH=€6@ˆ /!!I>hH>=I‰% H>^7 ">; F %# ODƒ’„ vNwOxOy zJ{K!HFI>; % >"! # !{  ] ^"!= KOD F>=I ">B# >{ !>V">8  p##" !IVy ] !>#J :9 b4">a %LH= %X F %# %=IB6@Ž# !{L9-b %FH=  # !I^. H-"!  K6#I!! %…7L= #"D# H> -Š  Q €S 9 N O‚! %E#"> ] ‚"! %‚">J %#V H ] =@NB“# H d

 xŠ  Q S ] "x B   K6#I!! % ] ">=  6I!I^ FI$> ] ">=B•=9 ‘[">=‰">Ž# >{’‚Z%„">D e‚w –N\=Zn~…=OD$  —F  78"!‚›J#I>=HH*œ“‘’=Hu> !Ix">#DI>6= >…K> @‚"!“# H e…"! xw –N\=Zn~ FIM I>!FH ] ">=€-NI!I9cy6 b %FH Z…=cFH@?">H 7 ">…% H>=-7e">… F %# ODc ] ">=€">4# >{?4Z%9 ›Ju=># HH@„Fw –N\=Zn~>=ODƒa H ] =@N Œ 4=># %=9 Q b"FH ?=OD %{T % HIxFH@T7p">D F %# OŽ? I>KGe>=4 ‚OŽ FH=>FGF=HI„L  ]  "! = !OD=I 

Duquesne: Integral Points on Elliptic Curves Defined by Simplest Cubic Fields

95

 

     

                       ! "#$#$#%&%'% !(!"% %! % (  %  !  !  % !   %!% % )!%%%% %$%$$$* "+!%!% !",(%% "+% % %%! !% ' !  %  (  % %!%  ( !!'%* !&+(++( +   & (((++ (++& & +  + " ( +  & & &  +( &%## #$# ( !! !(! +%" " (! ! !!! "' !  ! (  %  %  %!% 

)  % %#  %!( % !%!%%, !(!!  !%! % !  (   " !%!%% ! & %"% & & ((& (  & & ((&  ( + & &   &   &   ( &(

)(( ""%  & ( &( ( &( (+ + (  (  +   &     &   ) +"* &     ,      -           &%! " #$#$* '!% %!(!% % % + %!%!  % % ! - ! ' ! ! % %  !! %  G3J)K G G C\[^]I_ 6G I / 6 0L4-6C'@25 4-`a2A/10L6b=ID !_6! ">=J !Id">‚=!# H=#!HŽ78D">V>=‚Š C I>KGe>=I @ OŽ FH= >LDGL=HI!9‰†™ F %!H %š„ ] 

!#šX"! %w –N\=Zn~… H ] =@N €=>h % Q b">=O }69*|  =H ] S !I?"! % ">u %u!4">-# H“   ŠaC "! %? % DO€!H FH=7Xw –N\=Zn~„ % L %X7”#O # w –N\=Zn~ ] "!=^•…NI!I Q b">#=O }69  S 9

5. GENERAL RESULTS ABOUT INTEGRAL W POINTS ON THE ELLIPTIC CURVES y2 = x3 + mx2 (m+3)x + 1 y6h HL L % eh;"! š K!I>#=I‚"!a !#FH=O 7 HB >D F %# OŽh t =I—: F"! >=56! %!=9;†™$ F %#S !H %78Žb"6>B=5F %!Ž‰w ""  Z=22NZ  < ) {NH #" !I yNO‚ %JZ=22 _ ~9 †‡ "!M F % =„ ] T!  OD => =FHDd F %# OŽh t =Id=HH !V>==9



 ] =„ !I$"F4=#=“ H $"!78HH ] >>9 ±a=!K4c"!!HI ep LHuXKN=!I!cOŽ">NI  ">; F %# OD# t=IŽ>=Œ"! =N> GF6=I>#

9

5A. Arithmetic Study of Integral Points + # ] B"> ] "! % ] ">=x">D F %h OŽ  =  ">#M >J# H; “ ‰">B>J KOD F K L %

7"> >#Š4Ca9

;V>  Lemma 5.1. jJ%: g F6 mn„m 1>l.6  [  –

g”fMl.K%l?65 6LvTg >‚w  \[š~Xg f\5 63gV6Fm laL 3[5%k Q OŽNI  S 9 y6Œ ) #de„>?"! % ] "! =Fš + )R U ,‡#d  + W Proof. Q #d,T. S  , Z H“b">=„7  Œ=M">=\š + ;NI!I9-b"> !H@/6I!I3#5! %#$OŽNI!!H ’$Z%„… Q #dB, . S   – Q OŽNI  S 9;yN!K #dp,—.;FHOŽNI!!H  6„ ] aO    [– Q OŽNb I  S 9Œ†Y7  p6IFI„6 #ODH %… %!OD=“ H= I!D DK“# IFK9 n ;V>•g ' f :=v“v 5 6Lv?w  [\ š“~g”( f 5 6M g 6Fm Ml L35%kJj :% g 6Fmn„ Lemma 5.2. m 1N.l 6B}’ v :šlnU f 6_:mpv%Vg K_g vl   W Z  9 yNODH %D">X !N!… !#7‡9 n Proof. )  + W  5 6ev l=m  r#l 5 6^ g 6Fm al L.l 369 Z l=m  R Theorem 5.3. I )  U W .  , Z%s 9 /21N?l 3lBAl @g fKm8f  fhq!?o 1T m 1N5~ m “, œ g\ f 5—.f C=8q 5 3lBg >05 6e v : 6!Lk ‘Jg >‚.l K.l 3‘:=vvDžj 3hg8iDl^v% g Kšgsv%Vg 6NLœ   W Z  g fXDo : 6BL3hqF?l 6Fm-Mm :Z€* i :=v%qN®k :XT } 5 6LvŽg >aVg 6T5“vv%g m g : 6 }Tv :_lnf 6_:muv% g Kšgsv“l   W Z  9 )4’"! % ^K !#OŽJ  !I   W Z%„ Proof. ">=!K4  !9-b"6!„œ ">K>; !h""! %~  “[,  D56! % 7c !I$!H@$7 a ‚5F %?OD6I!FH0    "!œ % „7p !I’!H@’7u7” HH-œ !#ODI!6(  m‰ 7 !„  5F % OD6IF!H m ’“,”L•– Q ] ">€ !! ( H — l Q  S I!=œ >= ">(  m8 I! 0 H! %—7"> >O t‚“  S 9 a#> ±a=!=H zpH= O‚OD N„J7 m ) : #6„ ] = =">]mJI!NI>=  „F Z ) ) Z%\ œ m

 œ

m

a 56! % OŽNI!!HFm   ŠmJI!NI>= Q  + W # SKQ  W Z S W Z ) ) œ m







m

W %Z „F">=!K W Z m



H

†‡‚78HH ] ‚"F % M 5F %J7 !IE!H@ 7(m  Z œ Q OD6IB} S 9  ] "! % =‡  \ } Q OŽNI  S „ œ ] €"! =  + W   – Q OŽNIB} S —=">   =„">=!K  Z Q OD6IB} S „ ? 56! %pOŽNI!!H4}>9 J   NI!œ I„%">=!K   . Q OŽNœ IB} S „   + W  ™# Q OD6IB} S ] "!#" — 3K# I!K9 ‘[">=W    – Q OŽNI  S „  NI!I !Iˆ #N Hu

!#š=  Z Q OŽNI  S „F  D5F % OD6I!FH0  #  9;b">?  œ   Z Q OD6IB} S 4œ > #FH 6@$"“@6 ">=9 + F HH@„ 7  #Ž. Q OŽNIB} S „e"!=   + W   # Q OD6IB} S „ ] "!#"€ K“h I!K 9 n lm – ) w  [\ š~—r#Q l 5 6 Vg 6Lm Ml L 3[5%kJj :% g 6Fm Corollary 5.4. I : 6 m 1NlJoJ q 3=KlŠaCa9 /21N.l 6 „ag >  Œ Z ; l 1N5 Kl   # Q OD6IB} S : 3   . Q OD6I  S = „  1“g8klŽg >  ² Z ;4 l 1J5 K%l  [– Q OŽNIB} S : 3   | Q OŽNI  S 9 #>=aTZ OŽNI!!HŽ}>9a†Y7  a6IFI„ }69 # ] p{6> ] "! %}XI>=>-I!NI>   W Z  6@?=O‚OD' !I—

Proof.



W Z ) #

1

l € l £ +

2

mb

#

Q OD6I

 S H

b"!X !67 #ODH % ] "!=  ² Z%9 n ;V>… g”f l.Kl.6 „m 1Nl?3l g”f 6_:‚gV6Lm lML 3[5%k!jJ:%g 6Fm Corollary 5.5. : 6^Š C  Q ` SQ gh9”l9 „ -g m 1 5 Jj :%fhg m gVKl  coD:: 3™v%g 6_5m l S 9 b">u “…wZ%[\ š~>> ">p>9 †Y7  Œ Z%„ ">#  ŽK# I!KJe ] =$"> !N!…KHe H %@^ !I—=ODO‚ }69 Z%9 n b"!= KHH %#= ^  !O‚OD %# t=IB 47”HH ]  '

Proof.

97

/2> 1 l.3 lŽlA @ g fKm8fi Q 6ž:m~6elonlnf#f?5 3‘^vl to68c Proposition 5.6. gV6BL9M 5 fhg8iajLk lnfnmaoqFrKgsoptulkv S fnq!o.1Jm 1N5mm 1NlajO:%gV6Lmaw  \[š~ g f*: J 6 ŠaC Q % S g >5 6Lv9: 6!kL‘$g > m 1Nl>?:%k”k®: -g 6BLVoD: 6Lvg8m gP: 6>f 5 3 l f. 5 m g”f”tul#v '



Q



šZ Q OŽNI a’ ” – S >?: 3Xl.K%l?3-‘:=vv.: 3Jl.K%l?3-‘Q:=vv$j_3ng”iDl m 2. £ v%g šK gsv%gV6NL  W Z  šxg f =: v“v  3. g >  ² Zb5 6Lv  [– Q OŽNI  S „m 1>l.6 4. Q OŽNI # ’ ” – € S H š  €Z § £ b"! F J HH ] !a‚I>M s™ 7 DM  @N=O 1.



%^= %##"/78“h Hp e9 u7”#^ !šN>V"> !>!!K=I =#!H„ ] ^H{ 78ŽOŽB F %# OD# t=I H>!47=56! % Q –_œeZ S 9

5B. Parametrized Solutions of y2 = x3 + mx2

W

(m+3)x + 1

†‡"FŒ=K„ ] 4K!I!Œ">=56! % Q –_œeZ S ;  ‚>;#>7 K; U 9 ‘’u B) ,DZ%9-yN!K Q –N\=Z%\ S u H ] =@Np‚">7 K„ ] TH>= %#Y@EE 7 ">V=56! %„ ]  ! — h %! H F %# OD# t= %$7>a>7 ¬ K ' ^ ) ,/Z%\ W \ š ) , + ,/Z  ) ¬ +ƒW # ¬ W W Zƒ, H

†‡/#I! xGL!Iˆ¬ F %# OŽ¬ h t=I3“¬ # H4H>!7 >=56! %„ ]  + ,/Z  ) \ ¬

 !I ] $I>=>$6@ – Q  S ">$ F %h OŽ# t=I H> "!! >=I9]+!4K> OŽ FH ' B) + ,#6\  – Q Z S )  š ) ¬ W UƒW # W + W Z%\   ) # ¬ W Z ¬ ¬ b">H>M! >=IBp">¬ < “(  #w –N\=Zn~ ] "!=D  6I!I9cb"!p=O‚ %{‚"! 4 H= I>@B =$OD I>9 b">$=56! %!‚78 – Q W Z S T E# Ha e > " , # W Z%9 †™ "!x 3"!  ] =  ) # +  – ) W w % Z \  # ,€Zn~„ – € ) w –N\=Zn~€ !I –  + ) w #6\ # ,€Zn~ ¬ ¬ %’!I> =!I>=D[Š4C Q ` Q SSVQ "!^  eT"> ]  !> "!'  ) ¬ Nœb % ">="Œ L #>‚wzyN"F6I! DZ=22%¬ –0~ S 9 ›—_'  # – € „ –  , – € „ –  W ¬– € „ – + , – € „ –  , – + !I – W – €< % # H F 9 )a"! %X …=$6@ – Q W Z S 9py6€Ge! HH@M$"! „ ] …!  %ŒH= Œ2# H> -€">>ŠaC49 b"> 6!OD# H I! % Ž>=4"!… L">=>OŽ=!9 yNO‚H %^K!I># %F ] "  ) W }ˆ Q %78  FH ! 6@ W   , # S 3# H… €7” ) + } + W . ,J.? FI ]  MTGL!I OŽM !#" "! %ŠaC "!  "!" # >{?7!1# %7”@? "?7F">p ] < F6F=56! " !„L^"> ] #I!7  ) # +€  , # € W Z ) } + W . + ,xN. H + y6 .2€ ) # €>,ˆZX¬ !I .¬ + ) Z– + ¬ W .6„ ] ¬ X"! š ŽH . + + W Z– . € + ¬ ) W NZ ] "J">?K¬ !IF! . € NI!I„ . +  W . Q OD6I’Z– S „ . €Œ ! I . + !cO FH FH=-7.6. 9 a= @ %!OD=“">;GF=HI?` Q ­ Z– S "> ] ƒ"F %ƒ">u=># H H>J

.

­ ­ ­ + , . € Z– ) Q W Z S ¥ Q .c, Z– S + ¥ Q ZZƒ, # Z– S H ] "e  %X9†Y7 ) –N„ ] F D ) ZZ ] "!#"‚c"> O‚ HH=c% H>47 78Œh >{Ž.69-†Y7 ) W Z%„ ] !   ) ZK}“. ] "F#"’X">Ž#OD HH=X% H>78X# >{}69€†‡7  ) Z%„ ] ! x ) ZK}“2  .— FI’Š4C X7;h >{J % H= Œ| Q ">p “…w –N\=Zn~„ew W Z%\=Zš|%._~„ w #6\=Zš|%._~„ w W }>D\ }0}|š~„ w W ZZ  0}>\  }2 }  ._~ %B=/6@‰>€ F %# OD# t= % !IB">? I!I!! H=!# %# €

w W  >} \h| |%._~

€

!Ixw 2%–N\=Z–2 N Zn~

%78!!IT6@’ ^@6=OD %Ž= %h#"9 OD HH= # >{|!-78 O‚H@„“!K4ŠaC‰-7e# >{Ž|< H 78 ) Z # }  .6„ ] "!#"—OD =@ ] =HH X"> OD HH=’9 ‘’€> ] !#š =!HK!K#F>‚"! “w –N\=Zn~9 +> "! L> „ ] ‚O€!Ge!Ix % ! !#=>OD %!7” ">M">="“?7 $  Š4Ca9 +>?"F„ ] M>=I‰

F %FH %?V{6! ] ">‚ @6OD !D ="! š6 7">

#NI!a #6 %=Ix^">>Š4C JhOD">=B , Z , Z&_ ´  W  €´  ,‡#, .&_’„e Z Z Z ´ ´ ­  W  € , #c,’. &_ &   &  ,/ƒZ ,/Z&_ !I 

&

] " 

)

¡

‰ ´

 , c # ,’.&_

C

+



´

&





 « + SKQ  U

&

Q W  § +! HH@„ ] "F =

W 

S

)

 ,3Zƒ,/Z&_ € ¡



)

Z « W¬ +

€ ­

H

¬ ‰

+ ´ ´ H C   , c # ’ ,  . _ &  & &  ,/Zƒ,/Z&_ y6*‰ + C 2& ­ • !Ib‰ + & C E.NH Z=.B& ­ •7 ³}%––N9 ‘’ > ] K!I>a">  7 ‰Š€9 ‘’u FH"!Œ“h H“4 ] 4 L % ' ‰ € ) ‰ € ,$‰ € „ ¥     ] " 



) ¡ ‰ € ¢ ‰

b">>XŠ C I>KGL!=I‚6@ Q –_œ Z S …OŽ F"F4"> > P Q S šN+ ) } 1

ƒ  € ´  + ´  U   "!= H6X7 P[Q ">ŽIF K#O‚! ?€ H ] š @6€  S 9’b"!D #NI! ‰o€ FI ‰ %X=J6@ +     ) ¡ § ‰o€ ¢ !I ‰ + ) W ¡ H & « P-Q  S & « P-Q  S   # "78 ] %hIJFI>@‚7">78!FK§  P =4"! >=56! H= ' #0 # #0 Z W W Z W W Z W ´  €´ W 7   ³#6\ .  .    Z ´  ´ , \ + . .    Z ,3Z ´  U ´ ,/Zƒ, H . .  ‘’  % ] "— $ % ! !šNO‚ %$78(  ‰ + =$6@



&



FI

P-Q  S «

‰ € )¢¡ ¥ 



§

&



P-Q  S «

H

+>*  ‰ € „c">B6  + !I  U %‚7 %78O "!M=FIJ

a7Œ"> I!OD $7;“# %9X‘’ "6!=I!!K4">4>=56! H=  ‰ € ´ O} H ‚2 & ­  !I‰ €  Z H  .N& ­ •7  ³}%––N9 )a ] K!I>4">   7 ‰ € ] 9 ±aX!H@  €>7V ¥ GL=H@[78 %—7”O "!xI>OD [ 7€“h %9+> 9 w –N\  ~„ + #0 Z . ,/Zƒ, ´  W  €´  ,/Zƒ, \ .    ‰ €



&

] " 

!I

&

)

 ,/Zƒ,’.&_ 

¡ 

§

&

´W‰ €

¡

¥

´



Q W

 « + SKQ  W

& US

­ 

5D. Approximating the Canonical Height + h„ ]  GL!I  > ! J !FI 78V"!/ !! H ">="“-7L “# HN  – ŠaC49 u@?ƒ=ODOD F6# 9 Z%„





­



U

,

U W­

­

+ +

­  , ­  } 9&%. U + ´ } Q 9&%.c,/Zƒ,3Z&_ S H ´ ­  W­  Zƒ,/Z&_ Z W Z&_ U + ‘’  ^"F ] #  Z } ‰ €  H \ Q . ƒ Z / , Z&_ S ¥ &  ,/Zƒ,’.&_ Z } Q  ,’.c,’.&_ S ‰ € ´ H \ . Q Z W Z&_ S ¥  &%.c,/Zƒ,/Z&_ & #09 } H Hu . Q Zƒ,/Z &_ S ‰ €  , \ ¥ &  ,/Zƒ,’. &_ &  ,/Zƒ,’.&_ } H H Q  ,’.c,’.&_ S . Q Z W Z &_ S ‰ € ´ , ¥  &%.c,/Zƒ,/Z &_ & #09 & #09&%.c,/Zƒ,/Z&_



+

–

Q– S ´

€





Q– S

Z H }|-, ´



€

H Q  + ,X.0J,X2 S ,

€ H;H +  !9pyN

4“# H „  Q – S ) H;O‚ 0  %Z \

 

U + HŒ , € HuO‚ 0  %Z \ + +

7³}%––JH

   !

b DGL!I$ MH ] eF!IB7”="“ ">€>J a##"!OD=I>=  K“#L>9 ‘’;« !Œ">« Œ H#"!O I>=Khe=IXM« wzyNeH « #OD /Z=2    u"!= Z=22.6„y6=Kˆ|9 }69 #_~9 ‘’Ž"! š  + ) U ,T + + W Q J,X. S  ,/Z%9 y6    ,/Z Q OŽNI # S !I  !> =9 O‚H %4 %!OD=“ "> ] …"! % «>4 DO FH F« HX7.69py6 « & )  X , 0 . J,X2  + «

) 7 . ,  + #0 + W Q J,X. S  Q ">MFOŽ# % 7

 . +&  , #0 & + W Q J,X. SS  ) $ # 

 «  Q ">?!« « OD# %…o7 # «  & U S  

) . ,Ž} U + W Q  /,—Z  S « + ƒ ,$Z # ƒ W & ) Q ">…FOŽ# % 7e. & ) ,?} U & W Q  J,Z  S 0 « « « + &  ,/Z # & + W « & S  « !I «

) I Q 7?\ $ S 9

#09&%.c,/Zƒ,/Z&_ ­

Q– S W

yN!K



) H



«

«

‘’ !_"! %a"> !H@B !hOŽXN>‚ @^H6 H KJ #F>ˆ #69$ƒ  m/e‚ xNI!Ix !hOŽŽI!NI!> 9 ;= F H

}

7

+ ) Q2  , . +  S $ + ,V} &



Q +šW

+ ,



S\

+ I!NI>=} &  Q « + W + ,  S 9 « J/">«^"!«Ž"! !I Q  = !\m I! 6I!= S !I & m I>6=B>BI!6I! [ m

«

«

«

«

100

Experimental Mathematics, Vol. 10 (2001), No. 1

56! %78„Um’IF6I>= Q + W + ,  S 9)aKN„e.  ! « « $ + ) } Q , +_Q J,Z SSKQ + W + ,  S W }  Q . , +  S \ m I!NI>=M. « , + ’9 ›J« š—« ">T=« !H ‚« 7 7 !# I $( € + & + „F mJIF6I>= & !I$"!=!K(mJI!NI>= Q . , +  W .  & « S 9 u= ! «  ƒ Q #0J,X. S & \ #| $ + « ) } Q . , « +  W . & SKQ . , +  S , } ƒ Q « #0J,X. S « & „=  m I!« NI>=  #0« J,X.69 a!I !K€} & ) Q #0J,X. S +  , #|„ ] €KFH!I> "! %  m ) .  « F> 9 ‘’Ž> ] KOŽ F!?">HN H-K“hF>  + )  %   ) #69V‘’B"! =p  — + Q $ S ) ZM !I   W Q #0J, # S Q OŽNI  S „F ] X!  '

†‡7•=„  + ) H 9   Z Q OŽNIM} S „  + «) H W € H(  #69

†‡7 €  #69   . Q OŽNIM} S „  + ) H « W H(

†‡7 U †™^ HHƒ =„  + dH W € H(  #6« 9 U ‘’VK!I>B> ] "> a#h"!OŽ=I>= EK“hF>  ª 7">$  – 9 « :a=!J6@ “ ">$=HH FJH  %#"!O 7 – 9 y6   ) # &‰o€K„ ) 4 “ „  ) KN Q # C ž‰ + &‰ € S !I ¬ ª  )   Q Q #  ,€Z S SKQ W Z S    ” 

2





€

¥

b"!=B">4h#"!OD=I>= $K¬ #F>J ) € H  Z  & + & W € H    ª U+ Q & + S U ,V Q & + S + W Q J,X. S , € H

)

«

«



–

+ ¨

H

+ ,/Z & «



b">?I!K#O‚! “?Z  & + 7-">€>?a= %"!  Z    9 J^">X">€ eh6I!=„ ]  I>=I!!K W N. H Z=0 ‰ . # 2 H }| N + ´ # C ´ W ‰o€ }NH #  ,/ Z H #.H4 HŒ 7   ³}%––N„L  ´dK6 - W HN2 uH } | ´ Z W HO} uH    / 7   ³}%––N9

‘’ %#! ] %FHOD!O‚ t4= h"^ F %u7  ª 78 ³}%–– ' € H Z  & +  € H; , € H#6\ ) U+ ) 2NH }| 2NH }| € € H  Z &   HŒKN  \ Hu . #Hu U+ U+ Z Hu W € H     W € H W € H  ZW  } H  O  H  € H;O} H   W € H;Hu Ž78HH ] !VH ]   !!IT78  ª ' 2 H }| N € , € H Q  & U S €aƒ HŒ , . #Hp € , H Q J– H 22c,/ Z H 2NZ &0H « S W € HpH; ,TJ– H # } #NH ) ) J">‚!J 4h#"!OD=I>= ‰K#F>„ ] D8     Q – S  €a€ ƒ HŒ , . #N2 HH}p|  , € H Q  & U S , € H Q J– H 22c,3 Z H 2NZ &0H4 « S ) W € HpHu ,TH W € H( #Œ,TJ– H # } #NH U ) ±a=!K„ ]  ! J H ] a !FI‚78«  Q – S '   Q – S  €a€ ƒ HŒ , . #N2 HH}p|  , € H Q  S , € H Q J– H 22c,/ Z H 2NZ &0H4 S W € HpHŒ«  ,ŽJ– Hz– #NH

)

)

(5–2)

5E. About the Special Point [0, 1] /2N 1 ljJ : gVF 6 m…w –N\=Zn~…g”fU5%k ]5d‘_f45 L6l.6el?35mM: 39 Theorem 5.7. †Y7; ´ %} ––N„ ] Ž"! =ŽKOD F>=IT">›J#I>=HH*œ Proof.

3

‘’=H4> !I3 HH…"!$“# H4 “ Q Jb %FH= / F %=Ž2 }T FI/2  S FIˆ"!B #/74"!M"!. =O ^# %™GF=I9 †‡7 ‘}%––N„ ] ’!V"!V % š

Duquesne: Integral Points on Elliptic Curves Defined by Simplest Cubic Fields

% ! F=>OD %!=9uƒ –     Q ] "— e# šB K6#I!! % S ‰Š !h"x"! %Bw –N\=Zn~ )  – 9^yN!KŽ"! FO7- ] D 4—Š  Q ` S 4HH—Š  Q ` S „ –  . H>4D Š  Q ` S 9c‘’? !ODaGL#p"! % – 4“# H !I’!X">a"F !I„  Q w –N\=Zn~ S  Q w –N\=Zn~ S   + )  Q – S ´

)

€

Hp–JH 22 W

)

€

HuHu ,BJ– Hz– #6\

U + H;•6@ Q }šœeZ S „L ´

+

U + + 

´„NH

›Jš# –  Š  Q ` S !I$">=FK –  !>4KN9 ‘’ ] !OD…"! % – ) w & + \  & U ~Lc!Œ“. # H 9Œ‘’"F =X=B"! % u6IFI‚ !IM>p €O FH FH 7c.6„F  ³}69Œ‘’?"! š @ Q }šJœ « # S «







«

Q– S Q– S





«€ €Mƒ € €

+

HΠ,

)

HŒH

€

Hp–JH 22 W

)

€

HuH; , 

€

H}6\

 %„X=4"! I>=!OD! %u7">  K6#I!F %# %=9 n



Theorem 5.8. 5 3 l4jJ% : fhg m gVKl?i



+

´

/21Nlb: 6Fk3‘JgV6Fm laL 3[5%kjO:%gV6Lm8fb: 6’ŠaC qNkm gzjeklKf : > m 1NljO:%gV6Lmpw –N\=Zn~'5 3l '

w –N\=Zn~g >… g”f l.Kl.6 9 w –N\=Zn~ 5 6Lv4#w –N\=Zn~g >…



1“gso.1

g”fU:=vve9

†Y74 ´ }%––N„u">^ /7a">M">=O   %GF=I Q y6=KB} S 9c†‡7³}%–– ] Fa"!< F. N!p % ! !šNO‚ %!9‘’  +   % _ ] " e IF ‚!H…Ž !#š9 « + F HH@„L7   ³}%––N„ ] "! š Q #  ,/Z S F + ´ ‚} }NH bƒ KOD FH…">… !67‡„ ] "! š H6{ %c"!u  .w –N\=Zn~ !T I } w –N\=Zn~9Œ‘’?"F = 0 U ,V}–% + ,/Z #%–% ,/Z } #  Q . w –N\=Zn~ S ) W \   ,T} U  , # #0 + ,’.    , NZ   Q . w –N\=Zn~ S  ² Z ] ">=  ³6„> “h H 9 b">p OŽu= !! ] "€  ³#2€!OD# %aNI!I ] ">= B OŽ‚= !>J">= OŽ FH=?"! % }w –N\=Zn~4># H 9 †Y7a  . Q OD6IB} S „ ] $ ) A} ,’.6„uKN F !I„ !I^=HODF %KODOD‚7 K#a7 #6„ ] #> m Q S  Q }w –N\=Zn~ S )  Q S+ H b">=0  m Q  S FI  Q  S %K !#OD78 HH % H>=