■五芒星と掛谷の問題(その177)

 y^3=x^2+4=(x+2i)(x−2i)において,もし右辺が通常の整数と同様に振る舞うと考えて,公約素数をもたないと仮定してみる.すなわち,gcd{(x+2i),(x−2i}=1

 そうすれば,それらの積がy^3であるから,(x+2i)は立方数である.

(x+2i)=(a+2bi)^3

 gcd{(x+2i),(x−2i)}=1

となるだろうか?

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 |a+2bi|^2=a^2+4b^2=1ならばa=±1,b=0に限られるから,a+2bii=±1

よって,y^3=x^2+4のときに(x+2i),(x−2i)の公約数のノルムが1になることを示せば十分である.

 y^3=0,1,3 (mod4)

 x^2=0,1 (mod4)

 x^2+4=0,1 (mod4)

したがって,y^3=x^2+2が成り立つためには

 x^2=0,1 (mod4)

すなわち,xは奇数に限らない.→(x+2i),(x−2i)のノルムx^2+4は奇数に限らない.

(x+2i),(x−2i)の約数はそれらの和4iの約数でもあり,4iのノルムは16である.一方,(x+2i),(x−2i)のノルムx^2+4は奇数に限らないから,16とx^2+4の最大公約数は1とはならない.

したがって,(x+2i)=(a+2bi)^3になるとは限らないのである.これがx^2=4は何処かへ消え失せた原因である.

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