4 で割ると 3 あまる素数 n (11、19、23 など) には、面白い性質があります。1 以上 n 未満の自然数 (1, 2,... , n - 1) を 2 乗したものを n で割ったあまりを計算した結果を並べると、同じ数になるものがあるため、互いに異なった数の個数は、(n - 1)/2 になります。
この様にして得られた数の集合には、特別な性質があります。得られた数の集合から、互いに異なる 2 つ a と b を選んでその差を計算します。差が負になったときは、その差に n を足します。さらに結果が (n - 1)/2 より大きいときは、その差を n から引きます。
例えば、n = 11 のとき 1 と 9 の差は、1 − 9 = −8 → −8 + n = −8 + 11 = 3 になります。9 と 1 の差も 9 −1 = 8 → n − 8 = 11 − 8 = 3 で、同じ値 3 になります。この差は、円周上に 0, 1, ・・・, n - 1 を書いて、二つの数字の間の短い方の円弧を考えるとわかりやすくなります。(下図参照)
こうして得られた数の「差」は、1, 2, . . ., (n - 1)/2 のいずれかであり、同じ回数出現します。
【例】 n = 11 の時は、以下のようになります。
12 = 1 → 1 22 = 4 → 4 32 = 9 → 9 42 = 16 → 5 52 = 25 → 3 62 = 36 → 3 72 = 49 → 5 82 = 64 → 9 92 = 81 → 4 102 = 100 → 1
計算結果 1, 2, 3, 4, 5 の出現回数をそれぞれ数え上げます。
これらの計算結果から 1, 2, 3, 4, 5 の出現回数が 4 回であることがわかります。この性質は 4 で割ると 3 あまる素数特有の性質であり 4 で割ると 1 あまる素数ではこのようなことはおきません。このことを確認するため、10000 以下の奇数 n を入力とし、例題にあるような計算 (n で割ったあまりの 2 乗の差の頻度を求める)を実行し、その出現回数を出力するプログラムを作成してください。
複数のデータセットが与えられます。各データセットとして1つの整数 n (n ≤ 10000) が1行に与えられます。入力は 0 を1つ含む行でおわります。
各データセットについて、出現頻度を以下の形式で出力してください。
剰余の平方の差が 1 である(a, b)の出現個数(整数) 剰余の平方の差が 2 である(a, b)の出現個数(整数) : : 剰余の平方の差が (n-1)/2 である(a, b)の出現個数(整数)
11 15 0
4 4 4 4 4 2 2 4 2 4 4 2