■オイラーの素数生成式(その38)

 整数係数2元2次形式

 x’Qx=ax^2+bxy+cy^2=Q(x,y)

 Q=[a,b/2],x=[x]

   [b/2,c]   [y]

において,不定方程式Q(x,y)=mのすべての整数解を定める算法について考察する.

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 4aQ(x,y)=(2ax+by)^2−(b^2−4ac)y^2

と変形し,判別式Dを

  D=b^2−4ac=−4|D|

とすると,

[1]Dが平方数f^2の場合

 4aQ(x,y)=(2ax+(b+f)y)(2ax+(b−f)y)

ちまり,1次不定方程式に還元される.

[2]Dが平方数でない場合(D<0は何れもこれを満たす)

 D=0 (mod4)←→

[a,b,c]=[1,0,−D/4],[1,2k,k^2−D/4]

 D=1 (mod4)←→

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

つまり,Dを判別式とする形式が必ず存在する.

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