■合同数の話(その29)

【2】合同数の判定アルゴリズム

 A=1,2,3,4は合同数ではなく,A=5,6,7は合同数であるが,与えられた正の整数Aが合同数であるかどうかを判定する手順については,タネルの定理(1983)

 「Aを平方因子をもたない正の奇数とすると,Aが合同数ならば

  2x^2+y^2+8z^2=Aを満たす(x,y,z)の組数は,2x^2+y^2+32z^2=Aを満たす(x,y,z)の組数の2倍に等しい.(BSD予想が正しいならば逆も成立する.)」

 たとえば,A=101(合同数)の場合,A=5(mod8)であるが,

  2x^2+y^2+8z^2=A→0組

  2x^2+y^2+32z^2=A→0組

非自明解そのものを与えることはできないものの,合同数か否かの判定は可能である.

===================================

[Q]タネルの判定法を用いて、11が合同数でないことを示せ

2x^2+y^2+32z^2=11は(±1、±3、0)複合任意の4個である

2x^2+y^2+8z^2=11は(±1、±3、0)、(±1、±1、±1)複合任意の12個である→11は合同数でない

===================================

[Q]タネルの判定法を用いて、21が合同数であることを示せ

2x^2+y^2+32z^2=21は存在しない

2x^2+y^2+8z^2=11は存在しない→21は合同数である

実際21=1/2・7/2・12、(7/2)^2+(12)^2=(25/2)^2

===================================