■数とあそぶ(その5)

 ラマヌジャンの友達は数であった.ここでは,

  x^3+y^3=z^3+w^3

の条件を緩めて,

  x^3+y^3=z^3+(±1)^3

を満たす整数解が無数にあることを示そう.

 [参]チャンバーランド「ひとけたの数に魅せられて」岩波書店

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 3つの数列{an},{bn},{cn}の母関数を以下のように定義する.

  Σanx^n=(1+53x+9x^2)/(1−82x−82x^2+x^3)

  Σbnx^n=(2−26x−12x^2)/(1−82x−82x^2+x^3)

  Σcnx^n=(2+8x−10x^2)/(1−82x−82x^2+x^3)

 すると

n      an        bn        cn

0       1       2        2

1     135     138      172

2   11161   11468    14258

3  926271  951690  1183258

のようになりますが,このとき

  an^3+bn^3=cn^3+(−1)^n

がすべてのn=0,1,2,3,・・・に対して成り立つ.

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 (a,b,c)=(1,2,2)から始まって次々に解となる数を見つけることができるというわけですが,(a,b,c)=(6,8,9)や(9,10,12)は含まれず,すべての解をもれなく表す式ではありません.

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