一条光滑的椭圆曲线可以放在射影平面里看,它的标准方程是y^2=x(x-1)(x-t), 这里t是任意参数。
作为实曲面看,椭圆曲线就是带有一个洞的闭曲面--环面。
环面可以通过粘合正方形的两对对边得到。
椭圆曲线和椭圆函数,椭圆积分等内容密切相关,这里不再详述。 著名的费马大定理的证明也与此有关。总之,椭圆曲线是代数几何中最重要的一类研究对象。
椭圆曲线上的点全体构成一个加法群, 点与点之间的“加法”运算,如图所示。 正因为椭圆曲线存在加法结构,所以它包含了很多重要的数论信息。椭圆曲线和它的雅可比簇是同构的,所以它上面的“加法”结构实际上来自于它的雅可比簇的自然加法结构。
椭圆曲线上的有理点的个数也是人们关心的重要问题,这个问题和著名的Weil猜想有关,此处不再介绍。
Bezout定理告诉我们, 两条光滑椭圆曲线相交9个点(切点重复计算)。 进一步,如果有第三条光滑椭圆曲线经过其中的8个交点,那它必定经过第九个点。这是古典代数几何中的一个重要的结论。欧拉对此问题也有过考虑。
作为推广,X.诺特(Noether)曾经得到了更一般的代数曲线交点的类似结论。 这个问题和代数曲面上秩2向量丛的半稳定性有着深刻的内在联系。 谈胜利利用秩2向量丛的Bogomolov不等式, 将此问题推广到最一般的情形。
由于椭圆曲线在射影平面中是三次曲线,所以它可以退化为许多特殊的情形:
(1)三条直线;
(2)一条直线和一条二次曲线(即圆锥曲线,比如椭圆,双曲线,抛物线)
将这些退化情形放到上述的结论中, 我们就得到了许许多多著名的射影几何中的著名定理,比如帕斯卡定理等等。
由此可见椭圆曲线确实是一只“会生金蛋的鸡”。