>>528 元ネタはガウスの定理
納k=1,p-1]x(k)exp(i2πk/p)
=√p (p ≡ 1 mod 4) or (√p)i (p ≡ 3 mod 4)
ただしx(k)はt^2≡k (mod p)が整数解tをもつとき1,もたないとき-1でさだめられる関数。
を使えば示せます。さらにその元ネタはこの両辺を2乗した式
(納k=1,p-1]x(k)exp(i2πk/p))^2
=p (p ≡ 1 mod 4) or -p (p ≡ 3 mod 4)
をガウスが平方剰余の相互法則といわれるものを証明するのに発見したことからはじまるらしいです。
下の等式の証明はいろんな整数論の教科書にのっているし証明もわりとやさしいです。
それで納k=1,p-1]x(k)exp(i2πk/p)の可能性はあと符号をきめるだけなのですがそこが
めちゃめちゃむずかしく天才ガウスをして証明に4年の歳月を要したそうです。現在では
いろんな証明があるそうですが私は一つしかしりません。岩波の現代数学の基礎の数論2
にのってます。アウトラインだけでも10レスぐらい必要です。