■素数定理とエラトステネスのふるい(その30)
古代ギリシャ人はn=2,3,5,7,(13)のとき,2^n−1が素数になることを知っていました.n=11の場合,素数でないこと
2^11−1=2047=23・89
を発見したのは,ドイツの数学者レギウスでした(1536年).
その後,メルセンヌ素数にn=17,19,31が追加されましたが,フェルマーは
2^23−1=8388607=47・178481
2^37−1=137438953471=223・61631877
を発見しています.
これらの素因数についてみると,
23=2・11+1
47=2・23+1
223=6・37+1
という関係がみえてくる.すなわち,2^n−1が合成数であるならば,それはあるkに対してkn+1であるのだろうか?
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ここではM23=8388607の非素数性を判定してみよう.
√8388607=2896.3・・・
までの範囲の素数を確認するのは電卓を用いても一苦労である.しかし,この数が素数卯でないことなら証明できるかもしれない.
そこで,命題:pを奇素数,qを素数とする
2^q=1 (modp)
ならば,p=1 (modq)であるを用いると,素因数となりうるのは p=46n+1型と書ける.47は早速素数なので調べてみると
8388607=47・178481 (QED)
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