■ありやなしや(その78)
x^2+2y^2=z^2の整数解は
x=a^2−2b^2,y=2ab,z=a^2+2b^2
a,bは互いに素,aは奇数
で与えられる.
それに対して,
x^4+2y^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^2−2b^2,y^2=2ab,z=a^2+2b^2
が成り立つ.y^2=2abで,yは偶数,y^2は4の倍数だから
(a,b)=(奇,偶)であることが導かれる.
(a,b)=1→(a,b/2)=1
y^2=2ab→(y/2)^2=a・b/2→a=m^2,b/2=n^2でなければならない.
→x^2=a^2−2b^2=a^2−8(b/2)^2=m^4−8n^4=(m^2)^2−2(2n^2)^2が解をもつ.
xとaが奇数であることから,x2は4で割ると1余る.
a^2−8(b/2)^2も4で割ると1余る.
x^2+2(2n^2)^2=(m^2)^2
(x,n,m)は互いに素で,x,2n^2,m^2も解となるので,
x=p^2−q^2,2n^2=2pq,m=p^2+2q^2
p,qは互いに素,pは奇数
が存在する.
→p=s^2,q=r^2でなければならない.
→s^4+2r^4=m^2
でなければならない.
こうして,解の列は無限に減少するから矛盾.
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同様に
x^4+4y^4=z^2,x^4−y^4=z^2
x^4−y^4=2z^2,x^4−4y^4=z^2
も整数解をもたない.
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