关于三次方程x-53—Ty2的整数解

  • 投稿薛梧
  • 更新时间2015-09-24
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赵晶晶

(滇西科技师范学院 后勤管理处,云南 临沧 677000)

摘 要:设为互异的奇素数,p1≡p2≡1(mod6)为奇素数,运用初等方法得出了三次方程x3-53=Ty2无正整数解的一个充分条件.

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关键词 :三次方程;整数解;奇素数;Legendre符号;同余

中图分类号:O156.1文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)08-0001-02

基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目“某些Diophantine方程的整数解研究(2014Y462)”

三次方程

x3-53=Ty2(T是无平方因子的正整数) (1)

是一类基本而重要的方程,但目前结果还不多见,其结论主要为:

(Ⅰ)当T不含素因子2时,文[1][2]给出了T不含3或6k+1型素因子时方程(1)的全部非平凡正整数解;文[3]-文[7]分别给出了T含6k+1型素因子时方程(1)无正整数解的充分性条件.

(Ⅱ)当T不含素因子2时,文[9]给出了T含6k+1型素因子时方程(1)无正整数解的充分性条件.

当T含素因子2同时还含6k-1型素因子的情况目前还没有相关结果,本文主要研究T含素因子2、2个6k+1型素因子,同时含至少一个6k+1形素因子的情况,即证明了如下定理:

2 定理证明

证明 设(x,y)是方程(2)的一组整数解.因x3-53=(x+5)(x2+5x-25),而gcd(x-5,x2+5x+25)=gcd(x-5,(x-5)2+15(x-5)+75)=gcd(x-5,75)=gcd(x-5,3×52),即

gcd(x-5,x2+5x+25)=gcd(x-5,3×52)(3)

当x≡0(mod5)时,此时5|(x-5),故5|gcd(x-5,3×52),令x=5x1,则不定方程(2)可化为

53(x13-1)=Ty2 (4)

由(3)知25|y,于是令y=25y1,则方程(3)可化为53(x13-1)=252Ty12,则有x13+1=5Ty12=2×5p1p2Qy12=2p1p2(5Q)y12,即

x13-1=2p1p2(5Q)y12(5)

当Q≡7,23(mod24)时,有5Q≡11,19(mod24).而此时p1≡1(mod24),p2≡13(mod24),取D=5Q,则满足引理1的条件(ⅰ),故由引理1得方程(4)在条件(Ⅰ)下仅有平凡解(x1,y1)=(1,0),所以方程(2)在条件(Ⅰ)下仅有平凡解(x,y)=(5,0).

因为Q≡1,5(mod12),则Q≡1,5,13,17(mod24).

当Q≡1,17(mod24)时,5Q≡5,13(mod24).而p1≡13(mod24),p2≡19(mod24),取D=5Q,则满足引理1的条件(ⅱ),故由引理1得方程(4)在条件(Ⅱ)下仅有平凡解(x1,y1)=(1,0),所以方程(2)在条件(Ⅱ)下仅有平凡解(x,y)=(5,0).

当Q≡5,13(mod24)时,5Q≡1,17(mod24).而此时p1≡13(mod24),p2≡19(mod24),取D=5Q,则满足引理1的条件(ⅲ),故由引理1得方程(4)在条件(Ⅰ)下仅有平凡解(x1,y1)=(1,0),所以方程(2)在条件(Ⅰ)下仅有平凡解(x,y)=(5,0).

综上有,当x≡0(mod5)时方程(2)在题设条件下仅有平凡解(x,y)=(5,0).

下面分别讨论这8种情形下方程(2)的解的情况.

Ⅰ 由x2+5x+25=b2解得x=-21,-8,-5,0,3,16代入x- 5Ra2,得TU2=x-5=-26,-13-10,-5,-2,11显然无解,故该情形方程(2)无整数解.

Ⅱ 由a2≡0,1,4(mod8)得2a2≡0,2(mod8).根据奇偶性质得x2+5x+25必为奇数,则b2必为奇数,即b2≡1(mod8).

当Q≡7,23(mod24)时,x=2Qa2+5≡3,5(mod8),则x2+5x+ 25≡1,3(mod8),又p1≡1(mod24),p2≡13(mod24),故p1p2b2≡5(mod8),则有1,3≡x2+5x+25=p1p2b2≡5(mod8),矛盾,故在条件(ⅰ)下方程(2)无整数解;

当Q≡1,5(mod12)时,x=2Qa2+5≡5,7(mod8),则x2+5x+25 ≡3,5(mod8),又p1≡13(mod24),p2≡19(mod24),故p1p2b2≡7(mod8),则有3,5≡x2+5x+25=p1p2b2≡7(mod8),矛盾,故在条件(ⅱ)下方程(2)无整数解.

综上有该情形方程(2)无整数解.

Ⅲ 仿情形Ⅱ的证明可得在条件(ⅰ)下方程(2)无整数解.

综上有该情形方程(2)无整数解.

Ⅳ 仿情形Ⅲ在条件(ⅱ)下的证明知该情形在条件(ⅰ)下方程(2)无整数解;仿情形Ⅱ的证明可得在条件(ⅱ)下方(2)无整数解,故该情形方程(2)无整数解.

综上有该情形方程(2)无整数解.

情形Ⅷ 仿情形Ⅶ在条件(ⅱ)下的证明知该情形在条件(ⅰ)下方程(2)无整数解;仿情形Ⅱ的证明可得条件(ⅱ)下方程(2)无整数解.故该情形方程(2)无整数解.

综上有,当x?堍0(mod5)时方程(2)在题设条件下无整数解.

综上所述,三次不定方程(2)在题设条件下仅有平凡解(x,y)=(5,0).

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参考文献

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

〔2〕李复中.关于一类丢番图方程x3±(5k)3=Dy2[J].东北师范大学学报(自然科学版),1998,(2):16-19.

〔3〕刘晓敏.关于丢番图方程x3±p3=Dy2解的讨论[D].哈尔滨理工大学,2006.

〔4〕普粉丽,杜先存.关于Diophantine方程x3-53=py2的解的研究[J].延安大学学报(自然科学版),2013,32(4):10-11.

〔5〕廖军.关于丢番图方程x3-53=Dy2的整数解的研究[J].西南民族大学学报,2013,39(6):907-909.

〔6〕廖军.关于Diophantine方程x3-53=py2的整数解的研究[J].枣庄学院学报,2013,30(5):60-62.

〔7〕普粉丽,马艳园.关于Diophantine方程x3-53=Dy2的整数解[J].西安文理学院学报(自然科学版),2014,17(3):30-31.

〔8〕廖军,杜先存.关于Diophantine方程x3-53=2Dy2的整数解[J].长沙大学学报(自然科学版),2014,28(2):7-8.

〔9〕杜先存.关于不定方程x3±1=2PDy2的整数解[J].浙江大学学报(理学版),2015,42(2):96-99.