■n!+1=x^2とn!=x^2(その1)

 ブロカールの問題「n!+1=x^2の整数解を求めよ」について,エルデシュ自身は3組の解,4!+1=5^2,5!+1=11^2,7!+1=71^2しかないと予想した.現在のところ有限個の解しかないのかどうかもわかっていない.

  n!+1=x^2  (mod4)

を考えれば,

  n>3のとき,1=x^2

  n=3のとき,7=x^2

  n=2のとき,3=x^2

  n=1のとき,2=x^2

  n=0のとき,2=x^2

これはn>3であることを意味するが,この問題でも有限個の可能性以外のすべての場合を除去することはできないのである.

[補]ウィルソンの定理:(n−1)!+1はnが素数のときに限り,nの倍数である.

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それでは、「n!=x^2の整数解を求めよ」はどうだろうか?

 連続する3個の自然数の積は3!=6の倍数である

 連続する4個の自然数の積は4!=24の倍数である

 連続するk個の自然数の積はk!の倍数である

に対して,エルデシュ・セルフリッジの定理とは

 連続する3個の自然数の積は平方数とはならない

 連続する4個の自然数の積は平方数,立方数とはならない

 連続するk(>1)個の自然数の積はある数のベキ乗数とはならない

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[Q]連続する3個の自然数の積(a−1)a(a+1)は平方数とはならないことを示せ.

[A]a≧2.(a−1)とa,aと(a+1)は互いに素であるから,(a−1)a(a+1)は平方数ならばa自身が平方数でなければならない.すると(a−1)(a+1)=a^2−1も平方数であるから,a^2−1=b^2と書ける.

 このとき,a^2−b^2=(a+b)(a−b)=1より(a,b)=(±1,0)となり,a≧2であることに反する.

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