■フェルマーの最終定理と有限体(その38)

【2】x^3+y^3=z^3 on Fp

 n=3の場合はオイラー(1770年)によって自然数解をもたないという証明が与えられましたが,今度は同じことを有限体について考えてみます.

 p=5では

  x |0,1,2,3,4

  x^3|0,1,3,2,4

となり,任意のaに対してx^3=aを満たすxが存在することがわかります.

 n=3では

  (p−x)^3=x^3  (modp)

が成り立たないので,半数が3乗剰余ということは保証されておらず,このように全数が3乗剰余ということもあり得るのです.

 この場合,

x\y 0 1 2 3 4

0 (0,0,0) (0,1,1) (0,2,2) (0,3,3) (0,4,4)

1 (1,0,1) (1,1,3) (1,2,4) (1,3,2) (1,4,1)

2 (2,0,2) (2,1,4) (2,2,1) (2,3,0) (2,4,3)

3 (3,0,3) (3,1,2) (3,2,0) (3,3,4) (3,4,1)

4 (4,0,4) (4,1,0) (4,2,3) (4,3,1) (4,4,2)

となって,(0,0,0)を除いた24個の解で4個ずつ組になりますから

  N5=24/4=6=5+1

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 p=7では

  x |0,1,2,3,4,5,6

  x^3|0,1,1,6,1,6,6

となって,x^3=aを満たすF5の元xの個数を求めると,a=0なら1個,a=1,6なら3個,a=2,3,4,5なら0個となります.

x\y 0 1 2 3 4 5 6

0 (0,0,0) (0,1,1) (0,2,1) (0,3,3) (0,4,1) (0,5,3) (0,6,3) (0,1,2) (0,2,2) (0,3,5) (0,4,2) (0,5,5) (0,6,5) (0,1,4) (0,2,4) (0,3,6) (0,4,4) (0,5,6) (0,6,6)

1 (1,0,1) (1,3,0) (1,5,0) (1,6,0) (1,0,2) (1,0,4)

2 (2,0,1) (2,3,0) (2,5,0) (2,6,0) (2,0,2) (2,0,4)

3 (3,0,3) (3,1,0) (3,4,0) (3,0,5) (3,0,6)

4 (4,0,1) (4,3,0) (4,5,0) (4,6,0) (4,0,2) (4,0,4)

5 (5,0,3) (5,1,0) (5,2,0) (5,4,0) (5,0,5) (5,0,6)

6 (6,0,1) (6,1,0) (6,2,0) (6,4,0) (6,0,5) (6,0,6)

 (0,0,0)を除いた54個の解で6個ずつ組になりますから

  N7=54/6=9≠7+1

となって,Np=p+1が成り立ちません.

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