普粉麗,杜先存
(1.普洱學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,云南 普洱 665000;2.紅河學(xué)院 教師教育學(xué)院,云南 蒙自 661199)
方程x3±a3=Dy2(D 是無平方因子的正整數(shù))是一類重要的不定方程,其整數(shù)解越來越受到學(xué)者們的關(guān)注.杜先存等[1-4]、劉杰[5]、張淑靜[6]對a=1 的情況進(jìn)行了研究,得到了一系列結(jié)果.但a=5 時(shí)研究結(jié)果還不多見,主要成果有:李復(fù)中[7]用簡單同余法給出了不定方程x3±125=Dy2的全部非平凡正整數(shù)解,其中D>0 且不能被3 或6k+1 形的素?cái)?shù)整除;李復(fù)中[8]用簡單同余法給出了一類不定方程x3±(5k)3=Dy2的全部非平凡整數(shù)解,其中D>0 無平方因子且不能被3 或6k+1 型的素?cái)?shù)整除;劉曉敏[9]用二次剩余法給出了不定方程x3±125=Dy2無正整數(shù)解的充分性條件,其中D>0,D 含6k+1 形素因子.筆者主要給出了不定方程x3±53=3Dy2無正整數(shù)解的2 個(gè)充分性條件.
引理1[6]設(shè)D=2a·q·p,其中p,q 均為奇素?cái)?shù),a=0 或1,q≡5(mod 6),則當(dāng)p=12r2+1,其中r是正整數(shù)時(shí),方程x3±1=3Dy2無解(x,y).
無正整數(shù)解(x,y).
無正整數(shù)解(x,y).
當(dāng)x?0(mod 5)時(shí),不妨設(shè)(x,y)是不定方程(1)的一組正整數(shù)解解,則有不定方程(1)可分解為(x-5)(x2+5x+25)=3Dy2,由gcd(x-5,x2+5x+25)=1 或3.根據(jù)奇偶性質(zhì),可知x2+5x+25 必為奇數(shù),即x2+5x+25?0(mod 2),則不定方程(1)可分解為以下8 種情形:
情形Ⅰ x-5=3Da2,x2+5x+25=b2,y=ab,gcd (a,b)=1;
情形Ⅱ x-5=a2,x2+5x+25=3Db2,y=ab,gcd (a,b)=1;
情形Ⅲ x-5=3a2,x2+5x+25=Db2,y=ab,gcd (a,b)=1;
情形Ⅳ x-5=Da2,x2+5x+25=3b2,y=ab,gcd (a,b)=1;
情形Ⅴ x-5=9Da2,x2+5x+25=3b2,y=3ab,gcd (a,b)=1;
情形Ⅵ x-5=3a2,x2+5x+25=9Db2,y=3ab,gcd (a,b)=1;
情形Ⅶ x-5=9a2,x2+5x+25=3Db2,y=3ab,gcd (a,b)=1;
情形Ⅷ x-5=3Da2,x2+5x+25=9b2,y=3ab,gcd (a,b)=1.
情形Ⅰ 由x2+5x+25=b2得,(2x+5)2+75=4b2,即(2b)2-(2x+5)2=75,也即[2b-(2x+5)][2b+(2x+5)]=75,又75=1×75,3×25,5×15,15×5,25×3,75×1,故可解得x=-21,-8,3,16,代入x-5=3Da2,得3Du2=-26,-13,-2,11,顯然無解.故情形Ⅰ不成立.
由證明可知,當(dāng)D=12r2+1,且r≡0,2,3(mod 5)時(shí),矛盾.故情形Ⅱ不成立.
情形Ⅲ 由x2+5x+25=Db2配方得(2x+5)2+75=D(2b)2,把x=3a2+5 代入得(6a2+15)2+75=D(2b)2,即9(2a2+5)2+75=D(2b)2,因9(2a2+5)2+75≡0(mod 3),而D=12r2+1,由此可得D?0(mod 3),要使9(2a2+5)2+75=D(2b)2成立,則有b≡0(mod 3),即x2+5x+25≡0(mod 3),即gcd(x-5,x2+5x+25)=3,這與gcd (x-5,x2+5x+25)=1 矛盾.故情形Ⅲ不成立.
由情形Ⅳ的證明可知,情形Ⅴ不成立.
情形Ⅵ 由x2+5x+25=9Db2配方得(2x+5)2+75=9D(2b)2,把x=3a2+5 代入得(6a2+15)2+75=9D(2b)2,即3(2a2+5)2+25=3D(2b)2,又因?yàn)?D(2b)2≡0(mod 3),而25?0(mod 3),即3(2a2+5)2+25?0(mod 3),矛盾.故情形Ⅵ不成立.
由情形Ⅱ的證明可知,情形Ⅶ不成立.
由情形Ⅵ的證明可知,情形Ⅷ不成立.
同理可證定理2.
[1]杜先存,萬飛,楊慧章.關(guān)于丟番圖方程x3±1=1267y2的整數(shù)解[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識,2013,43(15):288-292.
[2]杜先存,管訓(xùn)貴,楊慧章.關(guān)于不定方程x3+1=91y2[J].內(nèi)蒙古師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)漢文版,2013,42(4):397-399.
[3]杜先存,吳叢博,趙金娥.關(guān)于Diophantine 方程x3±1=3Dy2[J].沈陽大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2013,25(1):84-86.
[4]杜先存,趙東晉,趙金娥.關(guān)于不定方程x3±1=2py2[J].曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2013,39(1):42-43.
[5]劉杰.關(guān)于Diophantine 方程x3+1=111y2[J].海南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,28(13):205-208.
[6]張淑靜.關(guān)于Diophantine 方程x3±1=3Dy2[J].高師理科學(xué)刊,2009,29(2):16.
[7]李復(fù)中.關(guān)于丟番圖方程x3±125=Dy2[J].東北師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1996(3):15-16.
[8]李復(fù)中.關(guān)于一類丟番圖方程x3±(5k)3=Dy2[J].東北師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,1998(2):16-19.
[9]劉曉敏.關(guān)于丟番圖方程x3±p3=Dy2解的討論[D].哈爾濱:哈爾濱理工大學(xué),2006.