■オイラーの素数生成式(その39)

 ここでは,ラグランジュ簡約,すなわち,判別式を同じくする代表的形式への変換

[1]D=0 (mod4)←→

[a,b,c]=[1,0,−D/4],[1,2k,k^2−D/4]

[2]D=1 (mod4)←→

[a,b,c]=[1,1,(1−D)/4],[1,2k−1,k(k−1)+(1−D)/4]

について考えたい.

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 代表の選定にあたって,ラグランジュ簡約条件:|b|≦|a|≦|c|が満たされるものに絞り込むことができることを考えると

[1]D<0→a≦(|D|/3)^1/2

 |D|=4ac−b^2≧3a^2

[2]D>0→|a|≦(|D|/4)^1/2

 |ac|≧b^2,D+ac>acより,ac<0,

 4a^2≦4|ac|=−4ac=D−b^2≦D 

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 原始的正定値形式Q=[a,b,c]とは

  (a,b,c)=1,D=b^2−4ac<0,a>0

はラグランジュ簡約条件の下,0<a≦(|D|/3)^1/2のもとに

  −a<b≦a<cまたは0≦b≦a=cかつ(a,b,c)=1

あるいは,判別式D<0について類数hはこれらの条件を満たすD=b^2−4acの解の個数に等しい.

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