■素数もろもろ(その7)
【1】ラビノヴィッチの定理
fq(x)が0≦x≦q−2なるすべてのxについて素数となることと虚2次体Q(√d)との関係が,ラビノヴィッチにより示されています(1912年).
[1]d=2,3(mod4)のとき
q=−d
fq(x)=x^2+q
[2]d=1(mod4)のとき
q=(1−d)/4
fq(x)=x^2+x+q
とおきます.
[2]がオイラーの公式に対応しているわけですが,連続する0≦x≦q−2に対してすべて素数になるには
「qが素数で,虚2次体Q(√1−4q)が類数1をもつときに限る.」
というのが,ラビノヴィッチの定理です.
類数1については後述しますが,[2]でd=−163=1(mod4)の場合を考えると,q=41.したがって,
fq(x)=x^2+x+41
となります.このようにして,上の現象は虚2次体Q(√−163)と関係していることがわかります.
同様に,1変数の2次多項式
n^2+n+17
も高い確率で素数を生成しますが,d=−67=1(mod4)の場合を考えると,q=17ですから,虚2次体Q(√−67)と関係しているというわけです.
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