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求x^3+y^3=z^2的整数解?

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本吧讨论x^3+y^3=z^2的正整数解,往往限制条件下的解,无法给出解析解。本文拟探讨x^3+y^3=z^2的整数解。
由于该不定方程有多组无穷多组解,不欢迎编程给出的部分解!


IP属地:江苏1楼2022-08-22 09:06回复
    观察法:可得出解:
    1、x=a,y=-a,z=0,a为整数
    2、x=a^2,y=0(x、y不分先后次序),z=a^3,a为整数
    3、令x=y,则2x^3=z^2,即z^2=2*2^(3t)a^(3s)=2^(3t+1)a^(3s)
    因此,t为奇数,s为偶数,不妨设t=2m+1,s=2n
    x=y=2^(2m+1)a^(2n),z=2^(3m+2)a^(3n),a、m、n为整数
    4、x=2,y=1,z=3显然是原方程的解。当然x=2a^2,y=a^2,z=3a^3也是原方程的解。
    是否有其它解?


    IP属地:江苏2楼2022-08-22 10:50
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      可爱的构造法:
      x=ad,y=bd,z^3=x^3+y^3=(ad)^3+(bd)^3=d^3(a^3+b^3)
      令d=k^2(a^3+b^3)^(2t+1),z=k^3(a^3+b^3)^(3t+2)
      此时·:x=k^2a(a^3+b^3)^(2t+1),x=k^2b(a^3+b^3)^(2t+1),z=k^3(a^3+b^3)^(3t+2)
      当k=1,x=a(a^3+b^3)^(2t+1),x=b(a^3+b^3)^(2t+1),z=(a^3+b^3)^(3t+2)
      还有一种情况,如a^3+b^3有k^2因子,可约去!
      上述讨论,除了x=2,y=1,z=3,均为x、y有公因子,(x,y)=1,待续!


      IP属地:江苏3楼2022-08-23 11:49
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        不是无原则构造,有分析过程,不好吗?


        IP属地:江苏5楼2022-08-24 09:05
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          当(x,y)=1
          z^2=x^3+y^3=(x+y)[(x+y)^2-3xy],
          如(x+y,(x+y)^2-3xy)=d
          则 x+y=da^2,(x+y)^2-3xy=db^2
          d^2a^4-3xy=db^2,所以d/3xy。如d/x,从x+y=da^2知:d/y;反之d/y,从x+y=da^2知:d/x
          因此:d=1、3
          定理1:x^3+y^3=z^2,(x,y)=1,(x+y,(x+y)^2-3xy)=3的解:
          2x、2y=3p^2q^2+-(3p^4-q^4)/2,p、q为奇数
          定理2:x^3+y^3=z^2,(x,y)=1,(x+y,(x+y)^2-3xy)=1的解:
          x、y=1/8*(3A^2-B^2)^2+-[0.5(3A^2+B^2)-AB][0.5(3A^2+B^2)-3AB]


          IP属地:江苏6楼2022-08-24 09:26
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            定理1:x^3+y^3=z^2,(x,y)=1,(x+y,(x+y)^2-3xy)=3 ......(1)
            (1)的解: x、y=1.5p^2q^2+-0.5(3p^4-q^4)/2,z=3/4*pq(3p^4+q^4),p、q为奇数
            证明:当(x+y,(x+y)^2-3xy)=3时,x+y=3a^2,(x+y)^2-3xy=3b^2,z=3ab
            9a^4-3xy=3b^2,xy=3a^4-b^2,,x,y=1.5a^2+-0.5(4b^2-3a^4)^0.5
            4b^2-3a^4=m^2 ,(2b+m)(2b-m)=3a^4,a=pq,b=(3p^4+q^4)/4,m=(3p^4-q^4)/2
            或a=pq,b=(p^4+3q^4)/4,m=(p^4-3q^4)/2
            2x=3p^2q^2+(3p^4-q^4)/2,2y=3p^2q^2-(3p^4-q^4)/2,p、q为奇数
            或2x=3p^2q^2+(p^4-3q^4)/2,2y=3p^2q^2-(p^4-3q^4)/2,p、q为奇数
            此二组解形式相同。归并为:
            x、y=1.5p^2q^2+-0.5(3p^4-q^4)/2,z=3/4*pq(3p^4+q^4),p、q为奇数 ......(2)
            (2)完全满足x^3+y^3=z^2,从推导过程要求p、q为奇数,如p、q为奇数,也是原方程的解,不过x、y不互素!
            自评:不定方程一般要求系数是整数,(2)可以化为整系数,但表达式太复杂。


            IP属地:江苏7楼2022-08-25 17:11
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              z^2=x^3+y^3=(x+y)[(x+y)^2-3xy]
              当(x+y),(x+y)^2-3xy)=1
              x+y=a^2,a^4-3xy=b^2,xy=(a^4-b^2)/3
              根据x+y=a^2,xy=(a^4-b^2)/3解得:x,y=0.5a^2+-0.5[(4b^2-a^4)/3]^0.5=0.5a^2+-0.5m
              其中:(4b^2-a^4)/3=m^2,即(2b+a^2)(2b-a^2)=3m^2
              (x,y)=1,x、y同为偶数不考虑,x、y要么同为奇数,要么一奇一偶
              如x、y一奇一偶,a为奇数,b为奇数;如x、y均为奇数,a为偶数,b为奇数
              当x、y一奇一偶,a为奇数,b为奇数时:m=pq
              2b+a^2=3p^2,2b-a^2=q^2 ......(1)
              或 2b+a^2=p^2,2b-a^2=3q^2 .....(2)
              从(1)知:2a^2=3p^2-q^2,p=q+t,2a^2=3p^2-q^2=3(q+t)^2-q^2=2q^2+6qt+3t^2
              a^2=q^2+3qt+1.5t^2=q^2+6qt1+6t1^2=(q+3t1)^2-3t1^2
              (q+3t1+a)(q+3t1-a)=3t1^2,(q+3AB+a)(q+3AB-a)=3A^2B^2
              q+3AB+a=3A^2,q+3AB-a=B^2,解得:a=0.5(3A^2-B^2),q=0.5(3A^2+B^2)-3AB
              p=q+t=q+2t1=0.5(3A^2+B^2)-AB
              x,y=0.5a^2+-0.5m=1/8*(3A^2-B^2)^2+-[0.5(3A^2+B^2)-AB][0.5(3A^2+B^2)-3AB]
              从(2)可得出一组解,网友自行解决。


              IP属地:江苏10楼2022-11-11 10:24
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