■x^2+D=2^n(その12)

 ラマヌジャンの問題「2^n−7=x^2の整数解を求めよ」について,n=10^40までコンピュータ検索したが,ラマヌジャン自身が示した解

  n=3,4,5,7,15

以外の解を発見することはできなかったという.最近,この5組以外の解はないことが証明された.証明はかなり難しいらしい.

ここでは、2^n−2^m=x^2を扱うことにする。

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  α=(2^m/2+√−2^m)/2,mは偶数

とおく.

  α+α~=2^(m/2),αα~=2^m-1=|α|^2

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  α^k=(ak+bk√−2^m)/2

  α~^k=(ak-bk√−2^m)/2

|α^k|^2=(ak^2+2^mbk^2)/4

によって,有理数ak,bkを定めれば

  ak^2+2^mbk^2=4|α^k|^2=4・2^k(m-1)=2^(km-k+2) 2

 したがって,「2^n−2^m=x^2の整数解を求めよ」に対しては,

  bk=±1,n=km-k+2

が対応する.

 定義より

  bk=(α^k−α~^k)/√−2^m

ここで,

  α^k+2−α~^k+2=(α+α~)(α^k+1−α~^k+1)−αα~(α^k−α~^k)

より,漸化式

  bk+2=2^(m/2)bk+1−2^(m-1)bk,b0=0,b1=1

が得られる.

k:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13

bk:0,1,2^(m/2),2^(m-1),0,-2^(2m-2)

 bk=±1となるのは、k=1,?(もう一つのkがわからない)

x^2+2^m=2^(m+1)

x=2^(m/2)

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