■2^340−1は素数であるか? (その13)

 フェルマーの小定理より,pが奇素数のとき2^p-1−1はpで割り切れる.

  p=3:2^2−1=3 (3で割り切れる)

  p=5:2^4−1=3 (5で割り切れる)

  p=7:2^6−1=63 (7で割り切れる)

  p=11:2^10−1=1027 (11で割り切れる)

 nが偶数のとき,2^n-1−1は奇数なので,nの倍数ではない.

 nが奇数の合成数のとき,

  n=9:2^8−1=255 (9で割り切れない)

  n=15:2^14−1=16383 (15で割り切れない)

  n=21:2^20−1=1048575 (21で割り切れない)

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 フェルマーの小定理より,pが素数でaとpが互いに素のとき,a^p-1−1はpで割り切れる.

(証)(x+1)^p=x^p+(pの倍数)+1

x=1を代入すると

  2^p=2+(pの倍数)→2^p-1−1はpで割り切れる.

x=2を代入すると

  3^p=2^p+(pの倍数)+1

  3^p−3=2^p+(3の倍数)−2→2^p-1−1はpで割り切れるので,3^p-1−1もpで割り切れる.

x=4を代入すると

  4^p=3^p+(pの倍数)+1

  4^p−4=3^p+(3の倍数)−3→3^p-1−1はpで割り切れるので,4^p-1−1もpで割り切れる.・・・

→2^p-1−1はpで割り切れる.

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