MathLabs

第5問

整数係数をもつ次数 n>1n>1 の多項式 P(x)P(x) と正の整数 kk をとる。PP が kk 回現れる合成 Q(x)=P(P(…P(x)…))Q(x)=P(P(\ldots P(x)\ldots)) を定める。Q(t)=tQ(t)=t を満たす整数 tt は高々 nn 個であることを証明せよ。
ステップ 5/8: 可除性で二つの2周期を比較する
∣α−a∣=∣β−b∣,∣α−b∣=∣β−a∣|\alpha-a|=|\beta-b|,\qquad |\alpha-b|=|\beta-a|
詳しい解説

一つの真の2周期 P(a)=bP(a)=b、P(b)=aP(b)=a を固定する。別の P2(α)=αP^2(\alpha)=\alpha に対し β=P(α)\beta=P(\alpha) とおけば P(β)=αP(\beta)=\alpha である。補題を (α,a)(\alpha,a) と (β,b)(\beta,b) に両方向で適用すると α−a\alpha-a と β−b\beta-b は互いに割り切り、同様に α−b\alpha-b と β−a\beta-a も互いに割り切る。よって表示された絶対値等式を得る。