面白い問題おしえて～な二十一問目

面白い問題おしえて～ ..

226:１３２人目の素数さん
15/07/09 07:56:40.26 cP+R7nhb.net
>>218 ちょっと考えてみたけど、
pを4n+1型の素数とすると
平方剰余の相互法則から、1≦k≦p-1 に対して
n^2 + k^2 = 0 (mod p) となる nが存在する
このnをn(k)とおくと、各kに対してn(k)は２つある
また、aとbが異なるとき、a+b=p　なら n(a)=n(b)
それ以外のとき、n(a)とn(b)は全て異なる
n(n(k))=k,p-k が成り立つ
よって、n(k)をうまく選べば、 k → n(k) は
{1,2,・・・,p-1} から {1,2,・・・,p-1} への全単射となる
仮に、各pに対して、{1,2,・・・,p-1} のうち(p+3)/2個以上の数がAに含まれる・・・（※）
が証明できれば、鳩の巣原理より、あるkが存在して、
k,n(k)≠1 かつ kとn(k)が両方Aに含まれる
この時、n(k)^2 + k^2 ∈A となり、 p|n(k)^2 + k^2 より p∈A　が示せる
(※)の証明はわかりません

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