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第3問

p≥5p\ge5 を素数とする。同一な pp 個の駒を p×pp\times p の盤に、全てが同じ行にはならないように置く方法の数を rr とする(同じ列には全て置いてよい)。rr が p5p^5 で割り切れることを証明せよ。
ステップ 5/5: 可除性を結論する
p5∣rp^5\mid r
詳しい解説

積の合同により r=(p2p)−pr=\binom{p^2}{p}-p の括弧内の因子は p4p^4 の倍数である。先頭の因子 pp を掛ければ p5∣rp^5\mid r が従う。