とします。これは ではありませんのでご注意ください。
例えば、N=2の時のの集合は、
となります。
以下の式を考えます。
N=2の場合は、
となります。
驚くべきことに、はの整数係数多項式で表せることが知られています。
N=2の場合は、
のように書けるということです。
ここでjをYと表現したものがモジュラー多項式の定義です。
具体的な計算方法は理解できていませんが、gの部分まで具体的に書くと次のようになっています。
なぜかX, Yの対称式になっています。
モジュラー多項式 はの整数係数多項式で表せることが分かっているので、
と表現できますが、
Xにをいれてみましょう。すると、積のうちのa=N, b=0, c=0, d=1の式が、
となりますが、
となり、
この項はで、Xにを入れると、モジュラー多項式は0になることが分かります。つまり、
であることが分かりました。
この式はモジュラー多項式の係数を求めるのに使えます。
手順は、
をこの式に代入して、qの冪の係数を比較することによって係数が求まります。
モジュラー多項式には以下の性質があります。
(1)
(2)
(3) Nが素数pの場合、
上の性質を使うと、以下のようにかけることが分かります。
この式のXに, Yにを代入して、qの同じ冪の係数を比較し、
未定変数に対する連立方程式を解けば、未定変数が求まります。
N=2の場合ですら、手計算ではしんどいので、プログラムを組んでいるところですが、完成の目処は立っていません。
完成しました。