x=23では、x-2=21(3x7),x-4=19,x-6=17,x-8=15(3x5),x-10=13,x-12=11,x-14=9(3x3),x-16=7,x-18=5,x-20=3が考えられます。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-2=21(=3x7)とすると、21は素数でないので よって、p(x-2)={2^(n+1)-1}がありえない。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-4=19とすると、σ(x)の素因数分解に19が現れるから p(x-2k)={(2k)^(n+1)-1}/(2k-1)より、k=2なので、 {4^(n+1)-1}/3=19Pとおける。 4^m-1=3x19P=57P nは偶数なのでmは奇数。 (%i1) mod(4^3-1,57); (%o1) 6 (%i2) mod(4^5-1,57); (%o2) 54 (%i3) mod(4^7-1,57); (%o3) 24 (%i4) mod(4^9-1,57); (%o4) 0 (%i5) mod(4^11-1,57); (%o5) 15 (%i6) mod(4^13-1,57); (%o6) 27 (%i7) mod(4^15-1,57); (%o7) 48 (%i8) mod(4^17-1,57); (%o8) 42 (%i9) mod(4^19-1,57); (%o9) 3 (%i10) mod(4^21-1,57); (%o10) 6 (%i11) mod(4^23-1,57); (%o11) 54 (%i13) mod(4^25-1,57); (%o13) 24 (%i14) mod(4^27-1,57); (%o14) 0 より、0になるときがある。 よって、p(x-4)={4^(n+1)-1}/3があるので、σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-4=10はある。 つまり、x=23なら、σ(x)を素因数分解すると19を含む。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-6=17とすると、σ(x)の素因数分解に17が現れるから p(x-2k)={(2k)^(n+1)-1}/(2k-1)より、k=3なので、 {6^(n+1)-1}/5=17Pとおける。 6^m-1=5x17P=85P nは偶数なのでmは奇数。 (%i16) mod(6^3-1,85); (%o16) 45 (%i17) mod(6^5-1,85); (%o17) 40 (%i18) mod(6^7-1,85); (%o18) 30 (%i19) mod(6^9-1,85); (%o19) 10 (%i20) mod(6^11-1,85); (%o20) 55 (%i21) mod(6^13-1,85); (%o21) 60 (%i22) mod(6^15-1,85); (%o22) 70 (%i23) mod(6^17-1,85); (%o23) 5 (%i24) mod(6^19-1,85); (%o24) 45 (%i25) mod(6^21-1,85); (%o25) 40 (%i26) mod(6^23-1,85); (%o26) 30 (%i27) mod(6^25-1,85); (%o27) 10 (%i28) mod(6^27-1,85); (%o28) 55 より、0にならない。 よって、p(x-6)={6^(n+1)-1}/5がありえず、σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-6=17はない。 つまり、x=23なら、σ(x)を素因数分解すると17を含まない。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-8=15(=3x5)とすると、15は素数でないので よって、p(x-8)={8^(n+1)-1}/7がありえない。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-10=13とすると、σ(x)の素因数分解に13が現れるから p(x-2k)={(2k)^(n+1)-1}/(2k-1)より、k=5なので、 {10^(n+1)-1}/9=13Pとおける。 10^m-1=9x13P=117P nは偶数なのでmは奇数。 (%i31) mod(10^3-1,117); (%o31) 63 (%i32) mod(10^5-1,117); (%o32) 81 (%i33) mod(10^7-1,117); (%o33) 9 (%i34) mod(10^9-1,117); (%o34) 63 (%i35) mod(10^11-1,117); (%o35) 81 (%i36) mod(10^13-1,117); (%o36) 9 (%i37) mod(10^15-1,117); (%o37) 63 (%i38) mod(10^17-1,117); (%o38) 81 (%i39) mod(10^19-1,117); (%o39) 9 (%i40) mod(10^21-1,117); (%o40) 63 (%i41) mod(10^23-1,117); (%o41) 81 (%i42) mod(10^25-1,117); (%o42) 9 (%i43) mod(10^27-1,117); (%o43) 63 より、0にならない。 よって、p(x-10)={10^(n+1)-1}/9がありえず、σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-10=13はない。 つまり、x=23なら、σ(x)を素因数分解すると13を含まない。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-12=11とすると、σ(x)の素因数分解に11が現れるから p(x-2k)={(2k)^(n+1)-1}/(2k-1)より、k=6なので、 {12^(n+1)-1}/11=11Pとおける。 12^m-1=11x11P=121P nは偶数なのでmは奇数。 (%i44) mod(12^3-1,121); (%o44) 33 (%i45) mod(12^5-1,121); (%o45) 55 (%i46) mod(12^7-1,121); (%o46) 77 (%i47) mod(12^9-1,121); (%o47) 99 (%i48) mod(12^11-1,121); (%o48) 0 (%i49) mod(12^13-1,121); (%o49) 22 (%i50) mod(12^15-1,121); (%o50) 44 (%i51) mod(12^15-1,121); (%o51) 44 (%i52) mod(12^17-1,121); (%o52) 66 (%i53) mod(12^19-1,121); (%o53) 88 (%i54) mod(12^21-1,121); (%o54) 110 (%i55) mod(12^23-1,121); (%o55) 11 (%i56) mod(12^25-1,121); (%o56) 33 (%i57) mod(12^27-1,121); (%o57) 55 より、0になるときがある。 よって、p(x-12)={12^(n+1)-1}/11がありえるので、σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-12=11はある。 つまり、x=23なら、σ(x)を素因数分解すると11を含む。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-14=9(=3x3)とすると、9は素数でないので よって、p(x-14)={14^(n+1)-1}/13がありえない。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-16=7とすると、σ(x)の素因数分解に7が現れるから p(x-2k)={(2k)^(n+1)-1}/(2k-1)より、k=8なので、 {16^(n+1)-1}/15=7Pとおける。 16^m-1=15x7P=105P nは偶数なのでmは奇数。 (%i64) mod(16^3-1,105); (%o64) 0 (%i65) mod(16^5-1,105); (%o65) 45 (%i66) mod(16^7-1,105); (%o66) 15 (%i67) mod(16^9-1,105); (%o67) 0 (%i68) mod(16^11-1,105); (%o68) 45 (%i69) mod(16^13-1,105); (%o69) 15 (%i70) mod(16^15-1,105); (%o70) 0 (%i71) mod(16^17-1,105); (%o71) 45 (%i72) mod(16^19-1,105); (%o72) 15 (%i73) mod(16^21-1,105); (%o73) 0 (%i74) mod(16^23-1,105); (%o74) 45 (%i75) mod(16^25-1,105); (%o75) 15 (%i76) mod(16^27-1,105); (%o76) 0 より、0になるときがある。 よって、p(x-16)={16^(n+1)-1}/15がありえるので、σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-16=7はある。 つまり、x=23なら、σ(x)を素因数分解すると7を含む。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-18=5とすると、σ(x)の素因数分解に5が現れるから p(x-2k)={(2k)^(n+1)-1}/(2k-1)より、k=9なので、 {18^(n+1)-1}/17=5Pとおける。 18^m-1=17x5P=85P nは偶数なのでmは奇数。 (%i92) mod(18^3-1,85); (%o92) 51 (%i93) mod(18^5-1,85); (%o93) 17 (%i94) mod(18^7-1,85); (%o94) 51 (%i95) mod(18^9-1,85); (%o95) 17 (%i96) mod(18^11-1,85); (%o96) 51 (%i97) mod(18^13-1,85); (%o97) 17 (%i98) mod(18^15-1,85); (%o98) 51 (%i99) mod(18^17-1,85); (%o99) 17 (%i100) mod(18^19-1,85); (%o100) 51 (%i101) mod(18^21-1,85); (%o101) 17 (%i102) mod(18^23-1,85); (%o102) 51 (%i103) mod(18^25-1,85); (%o103) 17 (%i104) mod(18^27-1,85); (%o104) 51 より、0にならない。 よって、p(x-20)={20^(n+1)-1}/19がありえないので、σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-18=5はない。 つまり、x=23なら、σ(x)を素因数分解すると5を含まない。 σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-20=3とすると、σ(x)の素因数分解に3が現れるから p(x-2k)={(2k)^(n+1)-1}/(2k-1)より、k=10なので、 {20^(n+1)-1}/19=3Pとおける。 20^m-1=19x3P=57P nは偶数なのでmは奇数。 (%i105) mod(20^3-1,57); (%o105) 19 (%i106) mod(20^5-1,57); (%o106) 19 (%i107) mod(20^7-1,57); (%o107) 19 (%i108) mod(20^9-1,57); (%o108) 19 (%i109) mod(20^11-1,57); (%o109) 19 (%i111) mod(20^13-1,57); (%o111) 19 (%i112) mod(20^15-1,57); (%o112) 19 (%i113) mod(20^17-1,57); (%o113) 19 (%i114) mod(20^19-1,57); (%o114) 19 (%i115) mod(20^21-1,57); (%o115) 19 (%i116) mod(20^23-1,57); (%o116) 19 (%i117) mod(20^25-1,57); (%o117) 19 (%i118) mod(20^25-1,57); (%o118) 19 (%i119) mod(20^27-1,57); (%o119) 19 より、0にならない。 よって、p(x-20)={20^(n+1)-1}/19がありえないので、σ(x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてx-20=3はない。 つまり、x=23なら、σ(x)を素因数分解すると3を含まない。 (x)=1+x+x^2+x^3+・・・・+x^nにおいてσ(x)が奇数で、つまり、nが偶数の時、x=23なら、σ(x)を素因数分解した時、17,13,5,3は現れない、と言える。 (%i34) x:23; (%o34) 23 (%i35) factor(1+x+x^2); (%o35) 7 79 (%i36) factor(1+x+x^2+x^3+x^4); (%o36) 292561 (%i37) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6); (%o37) 29 5336717 (%i38) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7+x^8); (%o38) 7 19 79 7792003 (%i39) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7+x^8+x^9+x^10); (%o39) 11 3937230404603 (%i40) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7+x^8+x^9+x^10+x^11+x^12); (%o40) 47691619 480393499 (%i41) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7+x^8+x^9+x^10+x^11+x^12+x^13+x^14);(%o41) 7 79 292561 74912328481 (%i42) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7+x^8+x^9+x^10+x^11+x^12+x^13+x^14+x^15+x^16); (%o42) 103 62246266355102810647 (%i43) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7+x^8+x^9+x^10+x^11+x^12+x^13+x^14+x^15+x^16+x^17+x^18); (%o43) 2129 63877469 24939218613613 (%i44) factor(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6+x^7+x^8+x^9+x^10+x^11+x^12+x^13+x^14+x^15+x^16+x^17+x^18+x^19+x^20); 2 (%o44) 7 29 43 79 170689 5336717 408030421