x一08x6解方程过程
Alex 羿阁 发自 凹非寺
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数学界几十年来的一个谜题,终于被解开了。
这个猜想和初等数论中经典的佩尔(Pell)方程:x2-d*y2=1有关。
(这里d是整数,求x、y也都是整数的解。)
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t016e9ef143c104a39b.jpg)
在此之前,经典佩尔方程的整数解情况已得到证明:
当d≤0或d为某大于0的完全平方数时,该方程有唯一解:x=±1,y=0;当d>0且不是完全平方数时,该方程有无数组正整数解。
不过数学家们的探究精神一般不会止步于此。
有人提出将等号右边的1变成-1,并将这个新的方程称为负佩尔方程 ( II型佩尔方程),结果整数解的情况立刻变得复杂了许多。
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t016c8a6f769148b243.jpg)
时间拨到1993年,当时数学家彼得·史蒂文哈根(Peter Stevenhargen)提出了一个公式,对负佩尔方程的整数解情况给出一个精确的答案。
而这个猜想提出后的30年,数学界一直无法证明它的正确性。
但现如今,来自康考迪亚大学的卡罗·帕加诺(Carlo Pagano)和密歇根大学的皮特·科伊曼斯(Peter Koymans),终于给出了猜想的“正解”。
帕加诺的导师Hendrik Lenstra教授甚至对此评价说:
这个成果为数论的一个分支开辟了新篇章。
数论中的经典:佩尔方程
在介绍负佩尔方程之前,让我们先来了解一下经典的佩尔方程从何而来。
佩尔方程,其实与佩尔完全无关。
这一理论最早由费马(Pierre de Fermat)进行深入研究,由拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange)给出解决方案,但后来因为被欧拉(Leonhard Euler)误记为佩尔提出,就阴差阳错的流传下来。
它的具体形式为:x2-d*y2=1
当d是正整数且不是完全平方数,则存在无穷多个解。
举个例子,数学史上有个经典的“阿基米德群牛问题”:
太阳神养了一群牛,这些牛有公有母,分白色、黑色、黄色和花色四种颜色,给定一系列条件,求解牛的总数有多少?各种颜色的牛分别是多少?
这个问题起一直以来吸引了很多数学家的兴趣,最后经过一系列计算,被演化为求解一个佩尔方程:
x2-4729494*y2=1
2000年,伦斯查(Lenstra)完全解决了这个问题,他得出了阿基米德群牛问题的所有解:
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01496238f9b9438620.jpg)
不仅解的数量多,牛的最小数量也让人惊呼:或许只有真·太阳神才能管理了。
不同于佩尔方程,负佩尔方程的整数解情况要复杂得多。
负佩尔方程
前文提到,负佩尔方程可表示为:x2-d*y2=-1;d为整数。
显然,当d≤0,以及d为大于1的完全平方数时,方程无整数解。
此外,负佩尔方程的整数解复杂性还体现在:
负佩尔方程中的很多d值都无整数解。据已知规则得出,d不能是3、7、11、15的倍数等。
但除了这些值外,并不是其他的d值就一定有整数解。例如当d=3时,x2–3*y2=-1,无论沿着数轴看多远,都永远找不到解。
但事实上,排除3、7、11、15的倍数后,并不是取其他的d值,负佩尔方程就一定有整数解。
给定d值后,首先需要求出负佩尔方程的基本解。
对负佩尔方程的求通解可使用这个公式:
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01c6d737cdb0d87dee.jpg)
其中,这里的n为任意正整数;a和b则是负佩尔方程的基本解,并有如下等式:
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01a7c01835584aace1.jpg)
x0和y0就是经典佩尔方程的基本解。
更多与之相关的细节研究可参考论文:
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t016f933b656cea27fe.jpg)
研究者简介
最后,来看看这两位证明这个30年前猜想的数学家们吧——
卡罗·帕加诺(Carlo Pagano),是加拿大康考迪亚大学的助理教授,主要研究方向是数论。
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01809434d69a846155.jpg)
此前分别获得了格拉斯哥大学和马克斯·普朗克研究所的数学博士后学位,博士毕业于莱顿大学数学专业,导师是Hendrik Lenstra。
皮特·科伊曼斯(Peter Koymans),目前正在密歇根大学攻读博士后,主要研究方向是数论及其周边领域。
![](https://p0.ssl.img.360kuai.com/t01fe90838a2fd5dcdc.jpg)
此前在马克斯·普朗克数学研究所从事博士后研究,博士毕业于莱顿大学数学专业,导师是Jan-Hendrik Evertse和Peter Stevenhagen。
可以看出,两人的学习轨迹有很多重合的部分,不仅如此,他们在研究生时期也是同学。
为了这项研究,两人整整一年天天见面,每天在黑板上进行各种演算,互相完善对方提出来的想法,就连午餐时间都不放过,如果有人在独处时有了新想法,就会随时发短信通知另一个人。
尽管非常有挑战性,科伊曼斯却在回忆起这段时间时说:“我们一起做这件事很有趣。”
参考链接:[1]https://www.quantamagazine.org/ancient-equations-offer-new-look-at-number-groups-20220810/
[2]http://www.math.toronto.edu/~eknight/Pell.pdf[3]https://zhuanlan.zhihu.com/p/365860557[4]https://www.sites.google.com/view/carlopagano[5]http://www-personal.umich.edu/~koymans/[6]https://arxiv.org/abs/2201.13424— 完 —
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牛钓毓857解方程醒x—8—6=12 -
栾纯包15274654151 ______ x-8-6=12 解: x-8=12+6 x-8=18 x=18+8 x=26
牛钓毓8578(x一1)=6(x十1)解方程 -
栾纯包15274654151 ______ 解: 8(x一1)=6(x十1)8x-8=6x+68x-6x=6+82x=14 x=7
牛钓毓857x加百分之八十x=零点六 是解方程要有过程 -
栾纯包15274654151 ______[答案] x+80%x=0.6 x+0.8x=0.6 1.8x=0.6 x=0.6÷1.8 x=1/3 【很高兴为你解决以上问题,希望对你的学习有所帮助!】≤、≥ ∠
牛钓毓8576*(x - 2.8)=3.6怎样解方程要全过程,不能省略一步 -
栾纯包15274654151 ______[答案] 6*(x-2.8)=3.6 6*(x-2.8)÷6=3.6÷6 x-2.8=0.6 x-2.8+2.8=0.6+2.8 x=3.4
牛钓毓857(x+3)(x - 8) - 8(x - 6)=2(x+8)+(x - 1)(x+4) 解方程 要有过程急~~~~急~~~~~~~~~~急~~~~~~~~~~急 完整的过程 -
栾纯包15274654151 ______[答案] 直接化简: x^2-5x-24-8x+48=2x+16+x^2+3x-4 移项得到: x^2-x^2+48-24+4-16=2x+3x+8x+5x 0+12=18x 18x=12 x=2/3
牛钓毓857120x=80(6一x) 解方程 -
栾纯包15274654151 ______ 120x=80(6一x)120x=480-80x120x+80x=480200x=480 x=480÷200 x=2.4
牛钓毓857X - 1/6=2/5解方程 -
栾纯包15274654151 ______ X-1/6=2/5解方程 解:原方程即: x=1/6+2/5 x=5/30+12/30 x=17/30 把x=17/30代入原方程检验, 17/30-1/6 =17/30-5/30 =12/30 =3/5
牛钓毓857解方程:6(x一3.8)二39.6 -
栾纯包15274654151 ______ 6(x一3.8)二39.6 x-3.8=6.6 x=6.6+3.8 x=10.4
牛钓毓857│x - 7│+│x+1│=6 解方程 -
栾纯包15274654151 ______ 当 x<=-1时,|x+1|=-x-1 |x-7|=7-x 原方程为-x-1+7-x=6 x=0 (因X=0,在-1<x<7之间,故此方程无解)
牛钓毓857解方程. x - 0.1x=0.6 -
栾纯包15274654151 ______ (1)x-0.1x=0.63, 0.9x=0.63, 0.9x÷0.9=0.63÷0.9, x=0.7, (2)x÷3+0.3=2.1, x÷3+0.3-0.3=2.1-0.3, x÷3=1.8, x÷3*3=1.8*3, x=5.4, (3)16-2(x+1)=9. 14-2x=9, 14-2x+2x-9=9+2x-9, 5=2x 2x=5, 2x÷2=5÷2, x=2.5.