به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+2 امتیاز
1,799 بازدید
در دانشگاه توسط کیوان عباس زاده (3,120 امتیاز)
دوباره دسته بندی کردن توسط AmirHosein

ثابت کنید معادلهٔ $z^2=6x^2-y^2$ در مجموعهٔ اعداد صحیح جوابی به غیر از $(0,0,0)$ ندارد.

ویرایشگر: پرسش‌کننده متن بیشتری وارد نکرده‌است.

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط کیوان عباس زاده (3,120 امتیاز)
انتخاب شده توسط کیوان عباس زاده
 
بهترین پاسخ

فرض کنید $( x_{0} , y_{0} , z_{0} )$ جواب معادله بالا در مجموعه اعداد صحیح باشد که همگی صفر نمی باشند . پس $ z_{0}^2=6x_{0}^2-y_{0}^2 $ . حال فرض کنید $d =gcd( x_{0} , y_{0} , z_{0} )$ (منظور از $gcd$ ب,م,م است). پس طبق قضیه ای از نظریه اعداد , اعداد صحیح $( x_{1} , y_{1} , z_{1} )$ وجود دارند که همگی صفر نمی باشند و $ gcd(x_{1} , y_{1}) =gcd(y_{1} , z_{1})=gcd(x_{1} , z_{1})=1$ و داریم : $$ \begin{cases}x_{0}=dx_{1}\\y_{0}=dy_{1}\\z_{0}=dz_{1}\end{cases} $$ حال با جاگذاری در معادله داریم : $$ (dz_{1})^2=6(dx_{1})^2-(dy_{1})^2 $$ $$ \Rightarrow (z_{1})^2=6(x_{1})^2-(y_{1})^2 $$ پس $( x_{1} , y_{1} , z_{1} )$ جواب معادله بالاست و دو به دو نسبت به هم اول هستند( یعنی دو به دو هیچ عامل مشترکی به غیر از $1$ ندارند) . حال چون : $$ z_{1}^2+ y_{1}^2=6 x_{1} ^2 $$ و $ 6 x_{1} ^2 $ عددی زوج است پس $ z_{1}, y_{1} $ دارای زوجیت یکسان هستند یعنی هردو یا فرد هستند یا هر دو زوج هستند اما چون $ z_{1}, y_{1} $ دارای عامل مشترکی جز $1$ نمی باشند پس نمی توانند هر دو زوج باشند پس هر دو فرد هستند . حال طبق قضیه ای از نظریه اعداد اگر $x$ عددی فرد باشد آنگاه $ x^2 \equiv 1(8) $( یعنی $x^2$ به پیمانه 8 همنهشت است با $1$ ) . پس چون $ z_{1}, y_{1} $ هر دو فرد هستند پس $ z_{1}^2 \equiv 1 , y_{1}^2 \equiv 1 (8) $ . پس : $$z_{1}^2+ y_{1}^2 \equiv 2 (8) $$ $$ \Rightarrow 6 x_{1} ^2 \equiv 2(8)$$ که تناقض است . زیرا اگر $x$ عددی صحیح باشد آنگاه $x^2 \equiv 0 ,1,4 (8)$ پس $6 x_{1} ^2 \equiv 0,6 (8) $ . پس معادله بالا جوابی غیر از $(0,0,0)$ در مجموعه اعداد صحیح ندارد .

توسط Dana_Sotoudeh (2,375 امتیاز)
سوالی بسیار جالب و استدلالی زیبا بود و همچنین اثبات بسیار کامل بود‌.
درود بر شما
ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...