■素数もいろいろ,素数定理もいろいろ(その4)

 正n角形がコンパスだけで作図可能であるならば,nは異なるフェルマー素数か2のベキ乗との積

  n=2^kΠFm

でなければなりません.

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  4n+1型素数,4n+3型素数

  5n+1型素数,5n+2型素数,5n+3型素数,5n+4型素数

もっと一般に,1次式

  ax+b型素数

は無限の存在することがわかっています(ディリクレの算術級数定理).

 2次式,たとえば,

  n^2+1型素数,n^2+2型素数

は無数にあるでしょうか? これも無数に存在すると予想されていますが,証明はわかっていません.

 指数式,たとえば, 

  2^n+1型素数(フェルマー素数),2^n+3型素数,2^n−1型素数(メルセンヌ素数)

も無数に存在すると予想されていますが,証明はわかっていません.

 その差が2であるような素数のペア(p,p+2)を双子素数と呼びます.小さな双子素数には(3,5),(5,7),(11,13),(17,19),・・・など,ちょっと大きなものでは(22271,22273),・・・などがあります.双子素数が無限に多く存在するかどうかは今のところわかっていません.

 (p,p+2,p+4)がともに素数となることは,どれかが必ず3で割れてしまうので(3,5,7)以外にはあり得ません.そこで,

 (p,p+2,p+6)がともに素数となるとき,三つ子素数

 (p,p+2,p+6,p+8)がともに素数となるとき,四つ子素数

と呼ぶことにします.これらも無数に存在すると予想されていますが,証明はわかっていません.

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[おまけ]

  4n+1型素数は,x^2+y^2の形に表すことができる.

  4n+3型素数は,x^2+y^2の形に表すことができない.

  5n+1型素数は,x^2−5y^2の形に表すことができる.

  5n+2型素数は,x^2−5y^2の形に表すことができない.

  5n+3型素数は,x^2−5y^2の形に表すことができない.

  5n+4型素数は,x^2−5y^2の形に表すことができる.

  8n+1型素数は,x^2−2y^2の形に表すことができる.

  8n+3型素数は,x^2−2y^2の形に表すことができない.

  8n+5型素数は,x^2−2y^2の形に表すことができない.

  8n+7型素数は,x^2−2y^2の形に表すことができる.

  8n+1型素数は,x^2+2y^2の形に表すことができる.

  8n+3型素数は,x^2+2y^2の形に表すことができる.

  8n+5型素数は,x^2+2y^2の形に表すことができない.

  8n+7型素数は,x^2+2y^2の形に表すことができない.

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