Zu 1) Mir ist leider nichts zur Eindeutigkeit der Darstellung bekannt. Aber ich kann etwas zur Konstruktion von \(a\) und \(b\) sagen. Es gibt ja mittlerweile mehrere Beweise dieses Satzes, unter anderem gibt es einen sehr schönen geometrischen Beweis. Für \(p\) sucht man sich zunächst eine Zahl \(n\), sodass \(n^2 \equiv -1 \mod p\) ist. Dann zeichnet man in einem Koordinatensystem das Gitter ein, das von den Punkten \((p,0)\) und \((n,1)\) aufgespannt wird. Außerdem zeichnet man einen Kreis um den Ursprung mit Radius \( \sqrt{2p} \). Es gibt dann (mindestens) einen nicht-tivialen Punkt \((a,b)\), der innerhalb des Kreises liegt und das liefert eine Lösung, also es gilt \(p=a^2+b^2\).
Zu 2) Die Aussagen "\(p\) ist das \(c\) in einem pythagoreischen Tripel" und "\(p\) ist als Summe zweier Quadrate darstellbar" sind äquivalent. Die erste Aussage erscheint mir aber umständlicher, wenn man bedenkt, dass es einen Beweis zur zweite Aussage (also zum Zwei-Quadrate-Satz von Fermat) gibt, der nur einen Satz lang ist.
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q-Zahlen wie ein Fingerabdruck der Primzahl sind ist für mich neu und einfach erstaunlich. Ich musste an die eindeutige Primfaktorenzerlegung von natürlichen Zahlen denken. Weiß jemand, welche Eigenschaften mit Primzahlen der Form 4*n-1 verbunden sind? ─ reineke.d 18.05.2020 um 20:39
Zu den Primzahlen der Form \(4n-1\) gibt es sehr viele bekannte Eigenschaften. Aus dem Zwei-Quadrate-Satz (der ja besagt, dass sich solche Primzahlen nicht als Summe zweier Quadrate schreiben lässt), folgt zum Beispiel die Eigenschaft, dass solche Primzahlen auch im Gaußschen Zahlenring \( \mathbb{Z}[i] \) Primelemente sind. Primzahlen der Form \(4n+1\) zerfallen hingegen im Gaußschen Zahlenring, sind dort also keine Primelemente mehr. ─ 42 18.05.2020 um 21:12
1105=5*13*17; 1185665=5*13*17*29*37; Es scheint von der Anzahl der verschiedenen Primfaktoren abzuhängen? ─ reineke.d 20.05.2020 um 20:41