Форум умных людей

Задачи и головоломки => Математические задачи => Тема начата: fortpost от Январь 15, 2012, 00:08:48



Название: Ферма+1
Отправлено: fortpost от Январь 15, 2012, 00:08:48
Достаточно прибавить единицу к одному из показателей степени — и труднейшая проблема преобразуется в несложную, красиво решаемую, задачу: найти целые корни уравнения xn+yn=zn+1.


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 00:26:53
Если нужно найти все корни - я не уверен, что задача сильно упростилась. А частное решение есть, таки да :)


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 00:36:00
Я таки хочу уточнить: автор знает способ найти все корни, или предлагает найти хотя бы один? Не очень хочется сидеть всю ночь над открытой проблемой.


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: fortpost от Январь 15, 2012, 00:42:19
Да, есть способ найти все корни.


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 00:49:36
Наконец что-то, что не решается за один перекур =)
Удаляюсь на обдумывание.


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: moonlight от Январь 15, 2012, 01:46:52
y=kx
xn+(kx)n=(1+kn)xn
если x=1+kn то xn+yn=xn+1


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 01:54:23
даже более общо:
х=a(an+bn)
y=b(an+bn)
z=an+bn

но есть решения, которые таким образом не представляются
например, 131+121=52
22+112=53


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 02:10:28
меня терзают всё более и более мощные сомнения
автор абсолютно уверен, что ему известно полное решение? что он владеет формулой всех корней и доказательством того, что иных корней не существует?


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 15, 2012, 02:57:59
формула всех корней (правда, некрасивая):

(http://latex.codecogs.com/gif.latex?\large%20\fn_phv%20\begin{align*}x&=a\cdot\frac{a^n+b^n}{d^{n+1}}\cdot%20m^{n+1}%20\\[10pt]y&=b\cdot\frac{a^n+b^n}{d^{n+1}}\cdot%20m^{n+1}%20\\[10pt]z&=\frac{a^n+b^n}{d^n}\cdot%20m^n%20\end{align*})

здесь:
a,b - произвольные взаимно простые целые числа
m - произвольное целое число
d - максимальное натуральное число, при котором an+bn делится на dn+1


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 13:14:47
а откуда это следует?


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 15, 2012, 15:11:20
xn+yn=zn+1
Будем называть решение приводимым, если x и y делятся на mn+1, а z делится на mn при некотором целом m.  Будем искать только неприводимые решения, т.к. все приводимые получаются из них домножением.
Пусть D = НОД(x,y), тогда  x = a·D,  y = b·D  при некоторых взаимно простых a и b.
Уравнение примет вид:
(an+bn)·Dn=zn+1
Рассмотрим простой делитель p числа D.  Пусть D делится на pk.  Если k > n, то получим противоречие с предположением о неприводимости решения.  Значит, k <= n.  Пусть (an+bn) делится на ps.  Тогда левая часть уравнения содержит число p в степени s+kn, и это число должно делиться на (n+1).  Очевидно, что для k<=n неотрицательный довесок s должен быть не менее, чем k.  Поскольку это верно для любого простого делителя p числа D, то (an+bn) должно делиться на D.  Как легко заметить из уравнения, частное (an+bn)/D, будет (n+1)-ой степенью целого числа, которое мы обозначим dn+1.  Если предположить, что d не является максимальным числом, (n+1)-ая степень которого делит (an+bn), то получим противоречие с неприводимостью решения.
"Формула всех корней" доказана.


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: fortpost от Январь 15, 2012, 17:14:06
Очень интересные мысли! Почитал с большим удовольствием!
Авторское решение следующее:
Показать скрытый текст


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 19:07:55
Очень интересные мысли! Почитал с большим удовольствием!
Авторское решение следующее:
Показать скрытый текст
вот как знал)


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 15, 2012, 19:15:02
вот как знал)
(http://static.diary.ru/picture/1163.gif)


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: moonlight от Январь 15, 2012, 20:39:01
А как же быть в случае n = 2 когда x, y, z могут быть взаимно простыми, например
72 + 5242 = 1912 + 4882 = 653.

Хотя z всегда оказывается представимым в виде суммы двух квадратов (как это доказать?), в данном случае
65=12+ 82 = 42+ 72
652 + 5202 = 653
2602 + 4552 = 653


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: Sirion от Январь 15, 2012, 20:46:53
moonlight, это претензия к авторскому решению или к решению айФонографа?


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 15, 2012, 20:59:52
ипатефон я...


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: moonlight от Январь 15, 2012, 21:29:27
moonlight, это претензия к авторскому решению или к решению айФонографа?

к обоим :)


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 15, 2012, 22:33:41
А как же быть в случае n = 2 когда x, y, z могут быть взаимно простыми, например
1912 + 4882 = 653
это решение получается при
a=191
b=488
m=1


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: moonlight от Январь 15, 2012, 22:46:23
x=191(1912+4882)
y=488(1912+4882)


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 15, 2012, 22:47:42
я по своим формулам считаю, а не по фортпостовским


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: zhekas от Январь 15, 2012, 22:58:49
А авторское решение нужно усовершенствовать:

Берём произволные a,b
a^n+b^n=c
У c выделям  полную n+1-ю степень:
c=d^{n+1}*e

g=e*a  h=e*b

g^n+h^n = (ea)^n+(eb)^n = e^n(a^n+b^n)=e^n*d^{n+1}*e=(de)^{n+1}



Название: Re: Ферма+1
Отправлено: moonlight от Январь 15, 2012, 23:25:51
я по своим формулам считаю, а не по фортпостовским
формула всех корней (правда, некрасивая):

(http://latex.codecogs.com/gif.latex?\large%20\fn_phv%20\begin{align*}x&=a\cdot\frac{a^n+b^n}{d^{n+1}}\cdot%20m^{n+1}%20\\[10pt]y&=b\cdot\frac{a^n+b^n}{d^{n+1}}\cdot%20m^{n+1}%20\\[10pt]z&=\frac{a^n+b^n}{d^n}\cdot%20m^n%20\end{align*})

здесь:
a,b - произвольные взаимно простые целые числа
m - произвольное целое число
d - максимальное натуральное число, при котором an+bn делится на dn+1

И как из этих формул получить x=191 y=488 z=65?
Для этого нужно взять a=191 b=488 d=65.


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 15, 2012, 23:59:41
d не нужно "брать", d однозначно определяется числами a,b,n


Название: Re: Ферма+1
Отправлено: iPhonograph от Январь 16, 2012, 00:03:34
я понял - вы ждёте, что эти формулы волшебным образом облегчат поиск решений из малых чисел
увы, эти формулы лишь перенумеровали все возможные решения тремя параметрами (a,b,m), но искать красивые решения от этого легче не стало