■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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