不定方程3+2y3=3解析

時間:2022-08-04 11:26:00

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不定方程3+2y3=3解析

摘要:本文用初等方法,對不定方程+2=3的整數(shù)解進行探究,得到了方程++=3的若干整數(shù)解。

關(guān)鍵詞:不定方程;整數(shù)解;整除;初等方法

一、引言

文[1]對許多不定方程作過探討,其中不定方程

++=3(1)

的整數(shù)解問題是遺留問題之一。

顯然,若不定方程

+2=3(2)

有整數(shù)解,則(1)一定有整數(shù)解。

因此我們先對不定方程(2)的整數(shù)解進行探究,然后導(dǎo)出不定方程(1)的若干整數(shù)解。

二、關(guān)于不定方程+2=3的整數(shù)解

將方程(2)變形為

-1=-2(-1)(3)

(-1)[(-1)2+3(-1)+3]=-2(-1)[(-1)2+3(-1)+3]

(+3+3)=-2(+3+3)

易知,=0當(dāng)且僅當(dāng)=0。

此時方程(2)的一組整數(shù)解為()=(1,1)。

下面我們考慮≠0的情形。可設(shè)=+3+3=-2(+3+3)

這里為非負有理數(shù)。于是有(23+1)+3(22+1)+6+3=0(5)

考慮到方程的判別式

€HU=9(22+1)2-4(23+1)(6+3)

=-3(44+83-122+8+1)≥0

得44+83-122+8+1≤0(6)

記=44+83-122+8+1,有=163+242-24+8=2(83+1)+6(2-1)2

當(dāng)≥時,>0,

故在[,+∞)上遞增。

但=1>0,因此,若(6)成立,必須<0。

又由方程(3)知,當(dāng)>1,>1及當(dāng)≤0,≤0時,方程均無整數(shù)解。

(一)設(shè)>1且≤0,當(dāng)=-2,3,4…20時,方程(2)均無整數(shù)解,故>20。

由(4)中=,即=-+1,得=-1>0,這說明關(guān)于遞增。當(dāng)≤-1時,≤|=-+2<-0.9。若方程(2)有整數(shù)解,則=3-2>3-2(-0.9)3,即0.458+3<0。這與為正整數(shù)矛盾。

(二)設(shè)≤0且>1,由(4)中=,即=-+1,得=-1<0,這說明關(guān)于遞減。當(dāng)≤-1時,≥|=-+2<-。若方程(2)有整數(shù)解,則=3-2>3-2(-)3,即+3>0。這與為負整數(shù)矛盾。

綜上,若方程(2)有整數(shù)解,則有理數(shù)必須滿足-1<<0。

如取=-,代入(5)解得=-6。這時方程(2)的又一組整數(shù)解為()=(-5,4)。

因此,由不定方程(2)的整數(shù)解()=(1,1),(-5,4)可導(dǎo)出不定方程(1)的四組整數(shù)解為(,)=(1,1,1),

(4,4,-5),(4,-5,4),(-5,4,4)