■素数の分解(その28)

 ブラーマグプタの恒等式とは

  (x1^2−Ny1^2)(x2^2−Ny2^2)=(x1x2+Ny1y2)^2−N(x1y2+x2y1)^2

ですが,N=−1とおくとフィボナッチの等式が得られます.

(x^2−Ny^2)(z^2−Nt^2)=(xz+Nyt)^2−N(xt+yz)^2

(x^2−Ny^2)(z^2−Nt^2)=(xz−Nyt)^2−N(xt−yz)^2

(x^2+Ny^2)(z^2+Nt^2)=(xz+Nyt)^2+N(xt−yz)^2

(x^2+Ny^2)(z^2+Nt^2)=(xz−Nyt)^2+N(xt+yz)^2

 ブラーマグプタの恒等式はフィボナッチの等式になっているのですが,

[1]x^2+Ny^2型整数の積は,再びx^2+Ny^2型整数として表すことができることを示しています.

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[2]3n+1型素数(必然的に3n+1型素数)はx^2+3y^2に分解される.

  7=2^2+3・1^2

  13=1^2+3・2^2  (4n+1型素数でもある)

  19=4^2+3・1^2

  21=2^2+3・3^2

  37=5^2+3・2^2  (4n+1型素数でもある)

  47=4^2+3・3^2

  7・13=(2^2+3・1^2)(1^2+3・2^2)

N=3,x=2,y=1,z=1,t=2

 (x^2+Ny^2)(z^2+Nt^2)=(xz+Nyt)^2+N(xt−yz)

 (x^2+Ny^2)(z^2+Nt^2)=(xz−Nyt)^2+N(xt+yz)

に代入すると

  7・13=91=8^2+3・3^2=4^2+3・5^2

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[3]8n+1型素数,8n+3型素数はx^2+2y^2に分解される.

  3=1^2+2・1^2

  11=3^2+2・1^2

  17=3^2+2・2^2  (4n+1型素数でもある)

  19=1^2+2・3^2

  41=3^2+2・4^2  (4n+1型素数でもある)

  43=5^2+2・3^2

  3・11=(1^2+2・1^2)(3^2+2・1^2)

N=2,x=1,y=1,z=3,t=1を

 (x^2+Ny^2)(z^2+Nt^2)=(xz+Nyt)^2+N(xt−yz)

 (x^2+Ny^2)(z^2+Nt^2)=(xz−Nyt)^2+N(xt+yz)

に代入すると

  3・11=33=5^2+2・2^2=1^2+2・4^2

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