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数论问题80

2025/2/24 15:44:08 来源:https://blog.csdn.net/m0_60884320/article/details/145397056  浏览:    关键词:数论问题80

命题1,证明,方程(2x)^(2x)-1=y^(z+1)没有正整数解。

 

分析:设x,y,z∈+Z满足方程,当x=1时,3=y^(z+1),无论任意y,z取任意正整数值,3=y^(z+1)都不成立。方程左端分解因式,[(2x)^x+1][(2x)^x-1]=y^(z+1),令k=(2x)^x+1,m=(2x)^x-1,因为k,m都是奇数,且K-m=2,所以,K,m最大公约数为1,记(K,m)=1,即k与m互素。

 

因为m|y^(z+1),k|y^(z+1),设K=p^(z+1),m=q^(z+1),p>1,q>1得

 

2=p^(z+1)-q^(z+1)

 

=(p-q)a,其中a=p^z+p^(z-1)q+…+q^z。容易判断p-q≥1,a>2,矛盾。所以原方程没有正整数解。

 

 

 

命题2,证明,对于任意n∈N,x1^2十x2^2十…+xn^2=y^2都有自然数解。注:xn^2表未知xn的平方,xn是第n个未知量,n是x的脚号。

 

分析:用数学归纳法。事实上,更一般的命题也成立。

 

对于任意n∈N,x1^2+x2^2+…xn^2=yn^2都有自然数解,并约定yn为奇数。

 

当n=1时,x1=y1=3满足题意。

 

假设对于任意n∈N,x1^2十x2^2十…+xn^2=yn^2都有自然数解,令

 

X(n+1)^2=(yn^2-1)÷2,

 

y(n+1)^2=(yn^2+1)÷2,奇数yn^2>1,这样,

 

x1^2十x2^2十…+xn^2+x(n+1)^2=x(n+1)^2+yn^2

 

=[(yn^2-1)÷2]+yn^2

 

=y(n+1)^2。

 

因为y(n+1)=(yn^2+1)÷2为奇数。即

 

结论对n+1也成立。

 

命题3,求方程2x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9+x10=3有多少个非负整数解?

 

分析与证明:

 

因为非负整数≥0,x1到x10这10个未知量都是非负数。所以,2x1≤3,x1=1或0。

 

(1)当x=1时,x2+x3+…+x10=1,在这九个未知量中,恰有一个未知量等于1,其他均为0。这种取值共计9种。

 

(2)当x1=0时,x2+x3+…+x10=3,在这九个未知量中,若有三个未知量均取1,其他均为0,这种情况的取法有(9*8*7)/(3*2*1)=84种;若有二个未知量一个取1,一个取2,其他均为0,这种情况的取法有(9*8)/(2*1)=36种;若有一个未知量取3,其他均取0,这种情况的取法为9。这种取值共计(9*8*7)/(3*2*1)+(9*8)/(2*1)+9=129种。

 

于是原方程共有138个非负整数解。(李扩继)

 

 

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