04/12/26 23:44:47
補題２
mを任意の自然数とする。
以下のような0以上の整数α(m)とβ(m)が存在する。
s≧β(m)、t≡1 (mod α(m))ならば、U_(st)/U_s≡1 (mod m)となります。
(IV15よりU_(st)/U_sは整数である)
証明
m=Π[pはQを割り切る]{p^a}*Π[qはQを割り切れない]{q^b}と書く。
以下mの素因数のうち、Qの素因数であるものをpそうでないものをqとする。
補題1よりn≧γ(p^a)なる任意のnに対してU_{n+θ(p^a)}≡U_n (mod p^a)
γ(p^a)のうち、最大になるものをw、θ(p^a)たちの最小公倍数をvと置くと
n≧wなる任意のnに対して、U_(n+v)≡U_n (mod p^a)
したがって、g≡1 (mod v)となる自然数gに対して、U_(gw)≡U_w (mod p^a)となる。
U_gのqの指数cを取る。
補題1より任意のnに対して、U_(n+θ{p^(b+c)})≡U_n (mod q^(b+c))
θ{p^(b+c)}たちの最小公倍数をv’とすると、U_(n+v’)≡U_n (mod q^(b+c))
よって、g’≡1なる任意の自然数g’に対して、U_(g’w)≡U_w (mod q^(b+c))
vとv’の最小公倍数をα(m)、wをβ(m)とする。
sをs≧β(m)なる整数、tをt≡1 (mod α(m))となる自然数とする。
U_s*{U_(st)/U_s}≡U_s (mod p^a)
(P,Q)=1だからIV24より(U_s,Q)=1だからU_sとpは互いに素
よってU_(st)/U_s≡1 (mod p^a)
U_s*{U_(st)/U_s}U_(st)≡U_s (mod q^(b+c))
{(U_s)/q^c}{U_(st)/U_s}≡U_s/q^c (mod q^b)
U_s/q^cとqは互いに素だから、U_(st)/U_s≡1 (mod q^b)
よってU_(st)/U_s≡1 (mod m)となります。
証明終