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x2+127=2y x^2 + 127 = 2^y

の正の整数解はすべて求まりますか?

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回答(1件)

yy が偶数の場合】

y=2ky = 2k とおくと

(2kx)(2k+x)=127 (2^k - x)(2^k + x) = 127。

127127 は素数だから,(x<2kx < 2^k に注意して,)

2kx=1,2k+x=127 2^k - x = 1, \quad 2^k + x = 127。

辺々足して 2k+1=1282^{k + 1} = 128,つまり k=6k = 6 を得る。


yy が奇数の場合】

y=2k+1y = 2k + 1 とおくと

(x1)(x+1)=27(2k31)(2k3+1) (x - 1)(x + 1) = 2^7(2^{k - 3} - 1)(2^{k - 3} + 1)。

x1,x+1x - 1, x + 1 のいずれか一方は 262^6 の倍数。一般性を損なわずに x1=26Ax - 1 = 2^6 A とおいてよい。また簡単のために 2k31=B2^{k - 3} - 1 = B とおく。そうすると

26A(26A+2)=27B(B+2),32A2+AB(B+2)=0 2^6A(2^6A + 2) = 2^7 B(B + 2), \quad 32A^2 + A - B(B + 2) = 0。

AA に関する 22 次方程式とみたときの判別式は

Δ=1+4B(B+2)=4B2+8B+1 \Delta = 1 + 4B(B + 2) = 4B^2 + 8B + 1。

B>0B > 0 ならば

(2B+1)2<Δ<(2B+2)2 (2B + 1)^2 < \Delta < (2B + 2)^2

だから,Δ\Delta は平方数でない。ところが AA は整数だから Δ\Delta は平方数でなければならない。よって B=0B = 0 を得る。


以上から (x,y)=(1,7),(63,12)(x,y) = (1,7),(63,12)

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