2次式の値が平方数になる正の整数の個数と、4a + 1 が素数であることの同値

分野: 整数

この問いでは,00 以上の整数の 22 乗になる数を平方数と呼ぶ。aa を正の整数とし,fa(x)=x2+x−af_a(x) = x^2 + x - a とおく。

(1) nn を正の整数とする。fa(n)f_a(n) が平方数ならば,n≦an \leqq a であることを示せ。

(2) fa(n)f_a(n) が平方数となる正の整数 nn の個数を NaN_a とおく。次の条件 (i), (ii) が同値であることを示せ。

(i) Na=1N_a = 1 である。

(ii) 4a+14a + 1 は素数である。

出典

出典(引用): 令和7(2025)年度第2次学力試験 前期日程試験 数学(理科) 第4問(東京大学の第2次試験問題からの引用)(表記を Web 用に改変)

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