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:
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