■ディオファントス近似・超ディオファントス近似(その43)
【1】ロスの定理(1955年)
代数的無理数はすべて2次で有理数近似可能であり、それ以上ではない。
数xがn次で有理数近似可能とは
|x-p/q|を満たす有理数p/qが無限にあるようなk(x)が存在するときをいう。
abc予想はロスの定理の強力版と考えることができる.
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a,b,cはいずれも2^x3^y5^zの形の自然数とする.このとき,
a^p+b^q=c^r
をみたすような(a,b,c)は有限個しかない.
[1]間隔2
3+2=5
5^2+2=3^3
[2]間隔3
5+3=2^3
5^3+3=2^7
このような考え方がabc予想に繋がっていく.
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【2】abc予想
a=p1^e1p2^e2・・・pr^erのとき,相異なる素因数すべての積を
rada=p1p2・・・pr
と定義する.たとえば,
rad(19800)=rad(2^33^25^211)=2・3・5・11
しかし,ABC定理の類似:どの2つも互いに素ばa,b,cが,a+b=cを満たすとき
max(|a|,|b|,|c|)<rad(abc)
は成り立たない.たとえば,反例(カタラン)
(a,b,c)=(1,8,9)
max(|a|,|b|,|c|)=9
rad(abc)=6
そこで,条件を緩めた
max(|a|,|b|,|c|)<(rad(abc))^N
なる整数(>1)が存在する
には反例も証明も知られていない.もし,abc予想が成り立つならば,n>3Nに対するフェルマーの定理
x^n+y^n=z^n
も成り立つ.
また,abc予想といって複数種類ある.たとえば,これを精密化した
max(|a|,|b|,|c|)<(rad(abc))^κ
は有限集合であるという,エステルレ・マッサー予想では,κ=1は無限集合であり,κ=1.5は13,κ=1.6は3つ,κ=2はひとつも知られていない.
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