■2^340−1は素数であるか? (その18)

 一般に,ある整数xに対して,素数pが2次式ax^2+bx+cの素因数であれば,xをpで割った余りr(0≦r<p)に対して,pはap^2+bp+cの素因数になる.

(証)x=pk+rをax^2+bx+cに代入して整理すると

ax^2+bx+c=p(apk^2+2akr+bk)+ap^2+bp+c

 したがって,pがax^2+bx+cの素因数であるかどうかを知るためには,(0≦x<p)の範囲で調べれば十分である.

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 また,2次式x^2+bx+cの判別式D=b^2−4c素因数は,x^2+bx+cの素因数である.

[1]x^2−2の素因数をまとめると,→D=8

  2,7,17,23,31,47,79

8で割った余りは

  2,1,1,7,7,7,7

奇数の素因数に限ると,すべて8で割った余りが1または7になる(第2補充則).

[2]x^2+2の素因数をまとめると,→D=8

  2,3,11,17,19,83

8で割った余りは

  2,3,3,1,3,3

奇数の素因数に限ると,すべて8で割った余りが1または3になる.

[3]x^2+1の素因数をまとめると→D=−4

  2,5,13,17,37,41,101

4で割った余りは

  2,1,1,1,1,1,1

奇数の素因数に限ると,すべて4で割った余りが1になる.すなわち,4n+1型素数である(第1補充則).

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