■4n+1型素数(その8)

 pを素数として,p=x^2+y^2を満たす整数x,yが存在するための必要十分条件は

  p=1(mod4)またはp=2

であることは有名です.

 それに較べてあまり知られていないのですが,p=x^2−xy+y^2を満たす整数x,yが存在するための必要十分条件は

  p=1(mod3)またはp=3

が成り立つことです.

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[1]3n+1型素数はa^2−ab+b^2の形に表されますが,3n+2型素数は表されません.

[2]7n+1型,7n+2型,7n+4型素数はa^2−ab+2b^2の形に表されますが,7n+3型,7n+5型,7n+6型素数は表されません.

[3]11n+1,+3,+4,+5,+9型素数は

a^2−ab+3b^2の形に表されますが,11n+2,+6+,+7,+8,+10型型素数は表されません.

 この応用として

[4]y^2=x^3−11を満たす整数解は(x,y)=(3,±4),(15,±58)だけである

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