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关于不定方程x3±133=Dy2

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摘 要 给出了方程x3±133=Dy2的全部非平凡整数解,其中D∈N,无平方因子,且不能被3或6k+1型素因子整除。

关键词 不定方程;非平凡整数解;同余

关于不定方程

x3+1=Dy2,D>2 ,无平方因子,且不能被3或6k+1型素因子整除。 (1)

x3-1=Dy2, D同(1)式 (1c)

Ljunggren证明了最多只有一组正整数解。柯召与孙琦证明了(1)与 (1c)均无非平凡整数解。本文给出方程

x3+133=dy2,D■N,无平方因子,且不能被3或6k+1型素因子整除。 (2)

x3-133=Dy2, D同(2)式 (2c)

的全部非平凡整数解。

定理1 方程(2)满足条件x

(5,2,21),(5,122,603),(7493,22466,38901),(166522,1998251,6922122)

证明:(Ⅰ)若13?x,令x=13x1,式(2)化为

133(x13+1)=Dy2 (3)

因D无平方因子,所以必有13?y,令y=13y1,式(3)化为

13(x13+1)=Dy12 (4)

又因D不能被6k+1型素因子整除,即13/D,则有13?y1 ,令y1=13y2,式(4)化为

x13+1=13Dy22 (5)

因为13D>6,所以式(5)无整数解。即不定方程(2)在此情形下无整数解。

(Ⅱ)若13/x,式(2)化为

(x+13) (x2-13x+132)=Dy2 (6)

因为(x+13,x2-13x+132)=1或3,下面分别进行讨论:

当(x+13,x2-13x+132)=1时,3/x+13, 3/x2-13x+132

?圯3/D,因此必存在两个互素的正整数 a,b,使得

x+13=Da2, x2-13x+132=b2 y=ab (7)

根据(7)式的第二个式子有: (2x-13)2+3×132 = (2b)2即

(2b-2x+13)(2b+2x-13)= 3×132 (8)

而(x,13)=1?圯(2b-2x+13,2b+2x-13)=1,

又D ∈N,?圯x+13>0,于是式(8)化为

2b+2x-13=3×13■2b-2x+13=1 ()或 2b+2x-13=13■2b-2x+13=3 ()

解()有x=133D=146 解()有x=48D=61

D=146,61时均有6k+1型素因子,不在讨论范围内。

当(x+13,x■-13x+13■)=3 时,必存在两个互素的正整数a,b使得 x+13=3Da■,x■-13x+13■=3b■ y=3ab(9)

由(9)式的第二个式子得(2x-13)■ +3×13■=3(2b)■即

(2b)■-3×(■)■=13■ (10)

令2b=X,■=Y,则式(10)可化为

X■-3Y■=13■ (11)

式(11)的解可表示为:

x=3Da■-13y=3ab(a>0,b>0)2b+■2Da■-13=?着(u±v■)■其中u,v满足13=u■-3v■,?着为Q■的任意单位当D不符号条件时舍去

x=3Da■-13y=3ab(a>0,b>0)2b+■2Da■-13=(2+■)■(4±■)■当D不符合条件时舍去

由于2b为偶数,因此n只能取奇数。所以(11)式的解(D,x,y)由下式给出■:

即 x=3Da■-13y=3ab(a>0,b>0)2b+■2Da■-13=(2+■)■(4±■)■当D不符合条件时舍去

当n=0时

?圯2b=622Da■-13=35 ?圯b=31Da■=24此时D不符合条件,舍去。

或2b=142Da■-13=3 ?圯b=7Da■=5 ?圯D=5x=2y=21

当n=1时

?圯2b=8542Da■-13=493 ?圯b=427Da■=253此时D不符合条件,舍去

或2b=1342Da■-13=77 ?圯b=67Da■=5?圯D=5x=122y=603

当n=2时

?圯2b=118942Da■-13=6867?圯b=5947Da■=3440此时D不符合条件,舍去

或2b=16822Da■-13=1075?圯b=931Da■=544此时D不符合条件,舍去

当n=3时

?圯2b=1656622Da■-13=95645 ?圯b=95968Da■=47829此时D不符合条件,舍去

或2b=259342Da■-13=14973 ?圯b=12967Da■=7493?圯D=7493x=22466y=38901

当n=4时

?圯2b=23073742Da■-13=1332163?圯b=1153687Da■=666088D=166522x=1998251y=6922122

或2b=3612142Da■-13=208547?圯b=180607Da■=104280此时D不符合条件,舍去

综上所述,不定方程(2)满足条件x

(5,2,21),(5,122,603),(7493,22466,38901),(166522,1998251,6922122)

定理2 方程2c满足条件x

参考文献:

[1]李复中.关于丢番图方程x3±125=Dy2 [J].东北师大学报(自然科学版).1996,(3):15-16.

[2] 柯召,孙琦.关于丢番图方程x3±1=Dy2[J].中国科学,1981,(12):1453-1457.

[3] Ljunggren W J.Acta Math.Acrd.Sci Hungar.1952(3),99-101.

[4]Ljunggren W.Satze uber Unbestimmte Gleichungen[J].Skr Norske Vid Akad Oslo I,1942,(5):53-54.