■素数もろもろ(その19)

 d=−199の場合,

  −199=1(mod4),ω=(1+√−199)/2,D=−199

  M=2/π√-D=√199=8.9・・・

ですから,p=2,3,5,7

 

  p   : 2  3  5  7

  χ(p): 1 −1  1  1

したがって,S={2,5,7}

 

 p=2: P(x)=x^2−x+50=x(x+1)

    → p2=(2,ω),p2'=(2,1+ω)

 p=5: P(x)=x^2−x+50=x(x−1)

    → p5=(5,ω−1)=(5,4+ω),p5'=(5,ω)

 p=7: P(x)=x^2−x+50=(x+4)(x+2)

    → p7=(7,4+ω),p7'=(7,2+ω)

 

 イデアル類群はp2,p5,p7の類で生成されるのですが,このあとの検索で

  p7〜p2^3〜p5^6,p5^9〜1

であること,すなわち,イデアル類群はp5の類で生成される位数が高々9の巡回群であることがわかります.

 

 しかし,イデアル類群がZ9であるのかまたはZ3×Z3であるのか,これだけではわかりません.そこで,

  p5^3〜1

すなわち,p5^3=(x+yω)なる整数x,yが存在するかどうかを調べてみます.

 

 両辺のノルムは

  125=x^2+xy+50y^2

両辺を4倍すると

  (2x+y)^2+199y^2=500

u^2+199v^2=500が整数解をもつことは不可能であることより,Hは位数9の巡回群になることが確定されたことになります.

 

 h=9と定まりますが,h=9だけではHの構造決定(Z9,Z3×Z3)には何の役のも立たないからわけですから,生成元の間の関係を調べあげることによって,まさに一石二鳥が狙えるのです.

 

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