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こと
基本114
を
3つの
2に対
なるな
に対
なる。
2の
117 3つの数がすべて素数となる条件
13 要 例題
を自然数とする。 n, n +2, n+4がすべて素数となるのはn=3 の場合
n
だけであることを示せ。
[ 早稲田大〕
CHART O
8414
SOLUTION
方針が立てにくい問題
数値を代入して見当をつける
本問の場合、命題が成り立つことを証明す
るために何を示せばよいか, 方針を立てる
のが難しい。 そこで, 5以上の素数nにつ
いて,n+2,n+4の値を調べてみると右の
表のようになり, n +2またはn+4が3の倍数であると見当がつく。
よって, 5以上の素数nについては, n=3k+1, 3k+2の場合に分けて,n+2,
n+4のどちらかが素数にならないことを示せばよい。
|基本 113
n 5 7 11 13
17
19
n+2
7 9
13 15 19
21
n+4
99 11 15 17 21 23
解答
nが素数である場合について考えればよい。
n=2のとき n+2=4, n+4=6 は素数ではない。
n=3のとき n+2=5,n+4=7 も素数である。
nが5以上の素数であるとき, nは自然数kを用いて
3k+1 または 3k+2
と表される。
[1] n=3k+1 のとき n+2=(3k+1)+2=3(k+1)
k+1は2以上の自然数であるから, n +2 は素数ではない。
[2] n=3k+2 のとき
n+4=(3k+2)+4=3(k+2)
k+2は3以上の自然数であるから, n +4 は素数ではない。
よって、nが5以上の素数であるとき, n +2 または n +4 は素
数ではない。
n=2, 3, 5, 7,
◆素数nは3の倍数でな
い。 また
k=1, 2, 3,
3・1=3 は素数であるか
ら、
の断りは重要。
以上から, n, n+2, n +4 がすべて素数となるのは n=3 の場
だけである。
n=2のとき n+4=6が3の倍数であるから,これを含めて「nが3以外の素数
であるとき, n +2 またはn +4が3の倍数である」 ことを示してもよい。
ただし, その場合はn=3k-1,3k+1 (kは自然数) のようにしないと n=2の
場合が表せなくなるので, 注意が必要である。
すべて求めよ。
415
4章
14
整数の割り算と商余り
・ある
・あ
と
数に
返す
C
が
C
れ
る
れ
進
う