■素数性判定(その5)

ところで,

  561=3・11・17

  1105=5・13・17

  1729=7・13・19

  2465=5・17・29

  2821=7・13・31

  6601=7・23・41

  8911=7・19・67

  10585=5・29・73です

から,カーマイケル数は少なくとも3つの素因数をもつ.

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[Q]カーマイケル数は少なくとも3つの素因数をもつことを証明せよ

(証明)

 p1,p2は奇素数で,p1<p2とする.n=p1p2がカーマイケル数であると仮定すると

[1]p1p2≠0  (modp1^2)

[2]p1p2≠0  (modp2^2)

[3]p1p2=1  (modp1−1)

[4]p1p2=1  (modp2−1)

が成り立たなければならない.

  1<p1−1<p2−1

  p1p2−1=p1(p2−1)+p1−1

より,

  p1p2−1=p1−1  (modp2−1)

 これは

  [4]p1p2−1=0  (modp2−1)

に矛盾.したがって,カーマイケル数は素因数を2つだけもつことはない.→カーマイケル数は少なくとも3つの素因数をもつ.

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【3】カーマイケル数8911

8911=7・19・67はカーマイケル数で,底を2〜aに取り替えても一切反応しません.

(証明)

 a^6=1 (mod7)

 a^18=1 (mod19)

 a^66=1 (mod67)

より,

 a^8910=(a^6)^1485=1 (mod7)

 a^8910=(a^18)^495=1 (mod19)

 a^8910=(a^66)^135=1 (mod67)

 つまり

  a^8910=1 (mod8911)

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【4】カーマイケル数は無数にある

最小のカーマイケル数は561=3・11・17であるが,以下,

  1105,1729,2465,2821,6601,8911,10585,・・・

と続く.カーマイケル数が無限にあるのか否かは長く不明であったが,1994年,アールフォルス,グランヴィル,ポメランスは十分大なるxについて>x^2/7であることを示し,無限に存在することが証明されている.

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