■ありやなしや(その77)

 x^2+y^2=z^2の整数解は

  x=a^2−b^2,y=2ab,z=a^2+b^2

  (a,b)=1,一方が偶数,他方が奇数

で与えられる.

 それに対して,

 x^4+y^4=z^2

は整数解をもたない.

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(証)もし解をもてば

  x^2=a^2−b^2,y^2=2ab,z=a^2+b^2

が成り立つ.

 (x,y)=(奇,偶)とすると,奇数の平方は4で割ると1余るから

 (a,b)=(奇,偶)であることが導かれる.

 (a,b)=1→(a,2b)=1

 y^2=2ab→a=t^2,2b=s^2でなければならない.

→x^2=a^2−b^2が解をもつ(x,b,a)は

  x=m^2−n^2,b=2mn,a=m^2+n^2

  (m,n)=1,一方が偶数,他方が奇数

が存在する.

  mn=b/2=(s/2)^2→m=p^2,n=q^2でなければならない.

 一方,a^2=t^2,a=m^2+n^2であるから,

  p^4+q^4=t^2

となるが,解の列は無限に減少するから矛盾.

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