$n!+1$の素因数が$n$より大きいことの証明

問題

$n$を自然数とします。 このとき, $n! + 1$の素因数は$n$より大きいことを証明してください。


難易度:
素数が無限個あることについての考察の練習問題

解答

$N = n! +1$と置きます。 そして, $p$を$N$の任意の素因数とします。 つまり, $p \mid N$です。 この素因数$p$が$n$よりも大きいことを証明します。 $p \leq n$と仮定すると矛盾が生じることを示します。 もし$p\leq n$ならば$p \mid n!$が成立します。 すると, $p\mid N$かつ$p\mid n!$なので \[p \mid N - n! = (n! + 1 ) - n! = 1\] となり, $p\mid 1$を得ます。

しかし, $p$が素数なのでこれは矛盾です。 ゆえに, $p > n$ということが証明されました。 つまり, $n!+1$の任意の素因数は$n$より大きいことが証明されました。

わからないところがあったらテキストを復習しましょう。

素数が無限個あることについての考察

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