■2^340−1は素数であるか? (その33)

 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.

 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.

 →1−4kの素因数は,x^2+x+kの素因数である.

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 一般に,2次式ax^2+bx+cがx=rに対して,ar^2+br+c=p(素数)となるとき,x=r+pに対して,

a(r+p)^2+b(r+p)+c

=p(1+2ar+ap+b)・・・合成数となる.

 これを繰り返すと

x=r+2p,r+3p,・・・に対しても合成数となることがわかる.

 たとえば,あるxの値に対してax^2+bx+c=3となったとすると,xの値が3増える毎に3を素因数にもつ合成数となる.

 このことから素数値を連続してとることは非常に稀な現象であることがわかる.

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