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doba
命題1については#26579の追加の所にあるようなので、命題2の方を。

自然数k,mと奇素数pが
1+p+p^2+・・・+p^(2k+1)=2^(m+1)を満たすと仮定すると、
両辺にp-1をかけて
p^(2k+2)-1=(p-1)・2^(m+1)

i) kが偶数のとき
k=2n(nは自然数)とおく。
p^(2k+2)-1=p^(4n+2)-1
=(p^2-1)((p^2)^2n+(p^2)^(2n-1)+…+(p^2)+1)
=(p-1)(p+1)((p^2)^2n+(p^2)^(2n-1)+…+(p^2)+1)
なので、
(p+1)((p^2)^2n+(p^2)^(2n-1)+…+(p^2)+1)=2^(m+1)
となる。
(p^2)^2n+(p^2)^(2n-1)+…+(p^2)+1は奇数が奇数個なので、
1でない奇数であり、奇素数を因数に持つので、矛盾。

ii) kが奇数のとき
k=2n-1(nは自然数)とおく。
p^(2k+2)-1=p^(4n)-1
=(p^(2n)+1)(p^(2n)-1)
=(p^(2n)+1)(p-1)(p^(2n-1)+p^(2n-2)+…+p+1)
なので、
(p^(2n)+1)(p^(2n-1)+p^(2n-2)+…+p+1)=2^(m+1)
となる。
ここで、p^2≡1 (mod 4)より、p^(2n)+1≡2 (mod 4)となり、
(p^(2n)+1)/2は1でない奇数であり、奇素数を因数に持つので、矛盾。

仮定から矛盾が導かれたので、仮定のようなことは起り得ない。
(証明完)

ちなみに、命題1の方ですが、
>2^(m+1) = p^(2k+1) + 1 = (p + 1) * (p^(2k) - p^(2k-1) + p^(2k-2) - ... + p^2 - p + 1)
において、(p^(2k) - p^(2k-1) + p^(2k-2) - ... + p^2 - p + 1)が奇数であり1でないことから、即座に矛盾が導けます。

#29582 スモークマンさん
なるほど、完全数ですか。
   3月17日(土) 17:38:09     29583

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