■素数の分解(その56)
【2】アイゼンシュタインの整数環(2)
[1]3次以上の多項式(不定方程式)には一般的な公式がなく,むしろ偶然の関係がものをいうようです.x^3+y^3については虚3乗根ωを使って,
x^3+y^3=(x+y)(x+ωy)(x+ω^2y)
と因数分解できます.
[2]ところが,7,13,19はいずれもアイゼンシュタインの整数Z[ω]の体系の中では素数ではなく,
7=(3+ω)(3+ω^2)
13=(4+ω)(4+ω^2)
17=(5+2ω)(5+2ω^2)
などと素因数分解されます.
[3]この組み合わせが多数生じるので,簡単にx,yを定める方程式を書き下せません(もちろん組み合わせは有限個ですから,全部の可能性を根気強く調べれば解を得ることは可能です).
[4]この場合は偶然,
7・13=91=4^3+3^3
7・19=133=5^3+2^3
13・19=247は正の整数の3乗の和にならない
といった関係もありますし,結果的に
(12+ω)(12+ω^2)=133=7・19
(10+9ω)(10+9ω^2)=91=7・13
が成立しています.そして(±ω,±ω^2など単数を調整する必要がありますが)
12+1=13
12+ω=(5+2ω)(3+ω^2)
12+ω^2=(5+2ω^2)(3+ω)→x=12,y=1
10+9=19
10+9ω=(−ω^2)(4+ω)(3+ω^2)
10+9ω^2=(−ω)(4+ω^2)(3+ω)→x=12,y=1
12+ω^2=(5+2ω^2)(3+ω)→x=12,y=1
が得られます.
===================================