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黃志華

簫心 棋意  詞境 數理  俱余所迷醉者!
mimimido.cublog.cn


不定方程x^3 + y^3 + z^3 = 1 的一些整數解
 
 
  這些整數解的結果,其實是多年前因好奇及為了更好理解書上的解法而算出來的。對於不定方程x3+y3+z3=1(下稱「xyz3」),雖然是三次的,但只要運用一點技巧,就可以把它降為二次不定方程,然後用佩爾方程的解法解之,從而求出原來的「xyz3」的一些非平凡整數解。
 
  比方說,設z = 1+t(x+y)t為整數,以之代入「xyz3」式,可得

(x+y)[(x2-xy+y2)+3t+3t2 (x+y)+t3 (x+y) 2]= 0

由於(x+y) =0時只能給出平凡解,故除去(x+y) = 0,上式變為

                (x2-xy+y2)+3t+3t2 (x+y)+t3 (x+y) 2= 0

(x+y) = u(x-y) = v作代換,剛才的式子再變為:

                u2 + 3v2 +12t +12t2u +4t3u2 = 0                                      (1)

        Þ    (1 + 4t3)u2 + 3v2 + 12t2u + 12t = 0                                  (2)

(1)式裡,知t須能整除(u2 + 3v2),設t = ±(a2+3b2),當a = b = 1,並取負號,有t = -4,這樣,(2)式化為

                85u2 – v2 - 64u + 16 = 0

它可以進一步轉化為佩爾方程:(85u - 32) 2 - 85v2 = -336,它有三組基本解:

                        (85u - 32, v) = (32, 4)

                                                (202, 22)

                                                (2858, 310)

所以這個佩爾方程的全部解可表為:

                (85u - 32) ± v85  =  ±(32 ±485)( 285769± 3099685) n

                                                =  ±(202 ±2285)( 285769± 3099685) n

                                                =  ±(2858 ±31085)( 285769± 3099685) n

由這些式子,可得到「xyz3」的幾組較小的整數解:

                        u              v              x              y              z

                        -2             -22           -12           10            9

                        34            310          172          -138         -135

                        198          1822        1010        -812         -791

                        -2790       -25726     -14258     11468      11161

                        -16400     -151204   -83802     67402      65601

 

筆者也算過當        t = -3   (107u - 54) 2 - 321v2 = -936

                                t = -7   (457u - 98) 2 - 457v2 = -3192

                                t = -12 (6911u - 864) 2 - 20733v2 = -248688

                                t = -13 (2929u - 388) 2 - 2929v2 = -38064

 

從這些方程裡可算出「xyz3」的數值較小的整數解共有十四組(按絕對值大小排序)

                x              y              z

                -6             -8             9

                9              10            -12

                64            94            -103

                -71           -138         144

                73            144          -150

                -135         -138         172

                -566         -823         904

                -791         -812         1010

                -1938       -2820       3097

                -2676       -3230       3753

                3753        4528        -5262

                4083        8343        -8657

                11161       11468      -14258

                65601      67402      -83802

 

值得注意的是,當t3的倍數,所求得的整數解往往還能構成如下的關係:

                        93 – 13 = 63 + 83 = 123 - 103

                        1443 – 13 = 713 + 1383 = 1503 - 733

                        37533 – 13 = 26763 + 32303 = 52623 - 45283

                                ……

 

 

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

发表于: 2008-02-23 ,修改于: 2008-02-23 08:40,已浏览563次,有评论2条 推荐 投诉


网友评论
内容:
厉害,居然解出来了
745 评论于:2008-02-26 00:54:19 (59.41.253.★)
内容:
呀,真的喔.

学习了.

爱音乐的人也会爱数学的.嘻嘻
fogota 评论于:2008-03-24 10:28:27 (121.9.25.★)

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