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最近在研究的一个有趣的问题,百思不得其解

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有一种这样的数组,跟勾股数类似,也就是在边长为a+b的等边三角形ABC中,边BC上选取点D使得BD=a, CD=b, AD=c, 求整数解,其中a²+ab+b²=c², 我们可以知道a=x²-y², b=2xy+y², c=x²+xy+y², a+b=x²+2xy满足条件(x,y都是正整数, x>y), 则称这样的四元组(x²-y², 2xy+y², x²+xy+y², x²+2xy)为“等边三角形四元组”(注:x²-y²以及2xy+y²位置可以互换,但要保证四个数从小到大排列),其中4个数最大公因数为1的又被称作“最简四元组”,两个这样的不同的四元组之间若有两个元素相同,称“可以用两条线连接”,比如(3, 5, 7, 8)和(7, 8, 13, 15)可以“用两条线连接”,我很好奇,是否存在无数对“最简四元组”,每一对之间都可以“用两条线连接”?目前为止,本人只发现了3对满足条件的,分别是
(3, 5, 7, 8)与(7, 8, 13, 15)
(13, 120, 127, 133)与(23, 120, 133, 143)


IP属地:山东来自Android客户端1楼2025-03-28 16:26回复
    (由于字数限制,接下来的内容写在下面了)
    (195, 952, 1063, 1147)与(195, 1037, 1147, 1232)
    暂且只有这3组,我正在想,是只有这3对了,还是存在一个通项,能够不完全表达?
    目前正在拼命的求通项,可是我怎么都求不出来


    IP属地:山东来自Android客户端2楼2025-03-28 16:30
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      2025-05-15 05:01:00
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      IP属地:安徽来自Android客户端3楼2025-03-28 17:41
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        可以证明不全为0的整数a,b,c满足a²+ab+b²=c²且gcd(a,b,c)=1当且仅当存在一对满足x≠y(mod 3)的互素整数x,y, 使得无序对(a,b)=(x²-y²,2xy+y²), 且|c|=x²+xy+y²
        这个讨论过程还挺复杂的, 过程比求勾股数组的通解长, 而且从中可以推出a²+ab+b²=c²的所有本原正整数解都使得存在一对满足x≠y(mod 3)的互素正整数x>y,使上面的式子成立, 主楼只说是解, 所以补充一下
        这样最简四元组(a,b,c,a+b)的定义相当于所有满足a²+ab+b²=c²且gcd(a,b,c)=1,a<b的正整数, 同时也是所有满足x≠y(mod 3),x>y且gcd(x,y)=1的正整数对(x,y)对应的无序对(x²-y²,2xy+y²)与x²+xy+y², x²+2xy的排列


        IP属地:北京来自Android客户端4楼2025-03-28 22:26
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          如果a²+ab+b²=c², a'²+a'b'+b'²=c'², 并且a,b,c,a',b',c'都是正整数, (a,b,c,a+b)和(a',b',c',a'+b')中有两个重复出现的数, 一共应该要求出这6种情况方程的解
          (1) a=a', c=b'
          (2) a=a', a+b=b'
          (3) c=a', a+b=b'
          (4) a=a', a+b=c'
          (5) c=a', a+b=c'
          (6) c=a', a+b=a'+b'
          楼主找到的3组解第一种是(3), 另外两种是(4) (不考虑a,b大小顺序), 也许可以证明(1)(2)(5)(6)没有正整数解
          证明(5)没有正整数解可以转化成证明 12x⁴+25x²y²+12y⁴=z²没有x²≠y²的整数解, 应该可以用递降法, 而且查了一下对应椭圆曲线y²=x³+25x²+144x的秩是0, 大概是对的


          IP属地:北京来自Android客户端5楼2025-03-28 22:26
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