■オイラー・カタラン・フェルマー

  x^3−y^2=±1

において,y=x+1とおいてみよう.

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[1]x^3−(x+1)^2=1

  x^3−x^2−2x−2=0→NG

[2]x^3−(x+1)^2=−1

  x^3−x^2−2x=0→x(x+1)(x−2)=0

  2^3−3^2=−1

 1738年,オイラーは(m,n)=(2,3)のとき,(x,y)=(3,2)だけがx^m−y^n=±1を満たすことを証明した.

  x^3−(x+k)^2=±1

  x^3−x^2−2kx−k^2±1=0

 x^m−y^n=1の自然数解は(x,y,m,n)=(3,2,2,3)のみであるというカタラン予想は,2002年,ミハイレスクが3年にわたる挑戦の末,証明に成功した.

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  x^3−y^2=±2

において,y=x+2とおいてみよう.

[1]x^3−(x+2)^2=2

  x^3−x^2−4x−6=0→(x−3)(x^2+2x+2)=0

  3^3−5^2=2

 26は2乗数と3乗数に挟まれる整数であるが,フェルマーは2乗数と3乗数に挟まれる整数は他にはないことを証明した.

  x^3−(x+k)^2=±2

  x^3−x^2−2kx−k^2±2=0

[2]x^3−(x+2)^2=−2

  x^3−x^2−4x−2=0→(x+1)(x^2−2x−2)=0→NG

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  x^3−y^2=±3

において,y=x+3とおいてみよう.

[1]x^3−(x+3)^2=3

  x^3−x^2−6x−12=0→NG

[2]x^3−(x+3)^2=−3

  x^3−x^2−6x−6=0→NG

 (m,n)=(7,3)とおけば,

  2^7−5^3=3,すなわち,(x,y,m,n)=(2,5,7,3)

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 x^m−y^n=4→(x,y,m,n)=(5,11,3,2)

 x^m−y^n=5→(x,y,m,n)=(3,2,2,2),(2,3,5,3)

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