15/07/21 22:35:54.68 rZmsaMCj.net
[Sの元は4n+3型の素因数をもたないこと]
p=4n+3なる素数pについて、p|aなるa∈Sが存在すると仮定すると、
b^2+c^2≡0(mod p)なるb,c∈S（pの倍数ではない）があって、
b^2≡(-1)c^2(mod p)となるが、-1はmod pで平方非剰余なので矛盾。
よってSの元の素因数は2または4n+1型の素数となる。
よってもし
「任意の4n+1型素数はSに属する」
ということがいえれば、Sの性質(1),(4)より
「Sは4n+3型の素因数をもたない正整数からなる集合である」
といえ、Sの元が全て確定する。
[Mの定義]
4n+1型素数でSに属さないものがあると仮定し、その最小のものをpとする。
Sの元をpで割った剰余類として得られるもの全体からなる集合をMとする。
Mは
Z/pZ={[0],[1],…,[p-1]}（[a]はaを代表元とする剰余類）
の部分集合である。
pはSに属さないので、[0]はMの元ではない。
なお、以下の記述においてaと[a]を区別しない場合がある。
[Mの性質]
Sの性質(1),(3),(4)はそのまま（剰余類の演算として）Mにもあてはまる。
ただし(2)はMにおいては使えなくなる。
また、pより小なる4n+1型素数は全てMの元であり、
Sの性質(4)より、これらおよび[2]からなる積は全てMの元である。