■代数幾何(その11)
ディオファントス方程式のなかにはパラメータ解が知られているものもあります.a^2+b^2=c^2を満たす自然数解は無数にあります.そのパラメータ解は,二つの文字を使った公式
(m^2−n^2)^2+(2mn)^2=(m^2+n^2)^2
では全部を表すことができます.
(n2 −1)2 +(2n)2 =(n2 +1)2
のように文字を一つだけ使ったのでは、ピタゴラス三角形全部をもれなく表す公式は作れません.
フェルマー・ワイルスの定理より
x^n+y^n=z^n
に整数解が存在するのは,n=1と2の場合だけです.したがって,a^3+b^3=c^3になるような3つの整数a,b,cを見つけることはできませんが,不定方程式a^3+b^3+c^3=d^3を満たす自然数解は無数に存在します.
3^3+4^3+5^3=6^3
1^3+6^3+8^3=9^3
など.以下ではそのパラメータ解について調べてみます.
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【1】オイラー
オイラーによれば不定方程式a^3+b^3+c^3=d^3の一般解は
a=−(x^2+3y^2)^2+(z^2+3w^2)(−xz+3yw+3xw+3yz),
b=(x^2+3y^2)^2+(z^2+3w^2)(xz−3yw+3xw+3yz),
c=(z^2+3w^2)^2−(x^2+3y^2)(−xz+3yw+3xw+3yz),
d=(z^2+3w^2)^2+(x^2+3y^2)(xz−3yw+3xw+3yz)
これより,
3^3 +4^3+5^3=6^3,
1^3+6^3+8^3=9^3,
7^3+14^3+17^3=20^3
などが求められます.
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