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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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        好麻烦,处理不好


        IP属地:安徽来自Android客户端4楼2022-08-23 22:55
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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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                来自手机贴吧8楼2022-11-10 17:50
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                  不都是正整数的解是否可以排除?


                  IP属地:辽宁9楼2022-11-10 20:29
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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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                      要找到全部解不太好描述。
                      因为x和y不互素的话,方程可转化x³+y³=λz²,其中λ为无平方因子整数。
                      针对x和y互素的情形,可转为整环z[w]上的分解去求解。应该会有2种不同的解的结构[不计x和y的次序]。其中w为w^3=1的一个复数根。


                      IP属地:天津来自Android客户端12楼2022-11-15 18:48
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                        记得某版大学教材有习题。更早些的时候也有老外研究出来,但文字太简缩,图片也不太清楚。


                        IP属地:贵州来自手机贴吧13楼2023-01-31 21:52
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                          本人找到了全部整数解,这里只列出一组


                          IP属地:四川14楼2023-07-12 21:03
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