■シンプルかつ深い(その13)
abc予想(マッサー・エステルレ,1985年)は足し算的性質とかけ算的性質が複雑に絡み合った問題です.
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【1】根基
たとえばn=24の場合,素因数分解は
24=2^3・3^1
ですが,底に現れる指数を全部1にしたものを根基と呼ぶ.すなわち,
rad(24)=2^1・3^1=6
6の倍数の根基はすべて6になるわけではない.
rad(6)=rad(12)=rad(18)=rad(24)
=rad(36)=rad(48)=rad(72)
≠rad(30)
≠rad(42)
また,rad(p)=p,rad(1)=1
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【2】abc三つ組
互いに素な自然数a,bを考える.たとえばa=10,b=21のとき,
rad(10)=2・5=10
rad(24)=3・7=21
また,c=a+b,d=rad(abc)とする.
a=10,b=21,c=31のとき
d=rad(10・21・31)=10・21・31
多くの場合,d>cである.
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[1]a=5,b=7,c=12=2^2・3
d=rad(abc)=5・7・6>c
[2]a=11,b=25=5^2,c=36=2^2・3^2
d=rad(abc)=11・5・6>c
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しかし,例外もあり
[3]a=1,b=8=2^3,c=9=3^2
d=rad(abc)=1・2・3<c
[4]a=5,b=27=3^3,c=32=2^5
d=rad(abc)=5・3・2<c
cが5万未満では,(a,b,c)は3.8億通り.それに対して,例外的(a,b,c)は276通りと非常に少ない.
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【3】abc予想(マッサー・エステルレ,1985年)
互いの素な自然数の組(a,b),c=a+b,d=rad(abc)に対して
c>d^(1+ε)
となるabc三つ組は高々有限個である.
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【4】強いabc予想
互いの素な自然数の組(a,b),c=a+b,d=rad(abc)に対して必ず
c<d^2
となる.
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【5】強いabc予想とフェルマーの最終定理
強いabc予想を仮定すると
a=x^n,b=y^n,c=x^n+y^n
z^n<{rad(x^ny^nz^n)}^2={rad(xyz)}^2≦(xyz)^2≦z^6
これはnが6より小さいことを示しているが,n=3,4,5の場合,が正しいことは証明済み.よって,フェルマーの最終定理が証明されたことになる.
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【6】弱いabc予想
a,b,cは互いに素な整数で、a+b=cを満たしていると仮定する。Nをabcを割る素数の積として定めると、
abcはεのみによる数とN^(6+ε)との積で抑えられる
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【7】強いabc予想
a,b,cの最大値がεのみによる数とN^(2+ε)との積で抑えられる
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