・整数方程式                             KS氏

 偶然ですが、 A・B=C・D−1 、A+B=C+D+1 を満たす整数を求める。調べてみる
と、面白いと思いました。


 S(H)さんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 {15, 6, 7, 13}、{19, 11, 15, 14}、・・・ 等、在ります。


 DD++さんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 m、n という2つの整数を用いて、

  A=mn+m+n 、B=mn−1 、C=mn+m−1 、D=mn+n−1

が一般解でしょうか。

 m=1、n=7 とすると、 (15,6,7,13) 、m=4、n=3 とすると、 (19,11,15,14)


 S(H)さんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 A、B、C、D を x、y、z、w とし、1+xy-wz=0 なる2次の超曲面Sと -1-w+x+y-z=0 なる超平
面Hの交わりで、自由度が2で、

 (x,z) → {x,(-1-z+xz-z2)/(x-z),z,(-1-x+x2-xz)/(x-z)}
     y → {-1,y,-1,-1+y}

がS∩Hの媒介変数表示。{-1,y,-1,-1+y}に限定しても、y∈Zで、整数解は無限に在る。

  {-1,2016,-1,2015}  etc


 KSさんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 DD++さん、S(H)さんありがとうございます。早くも一般解が得られましたね。すごいです!

 2つの式から、(A+1)(B+1)=(C+1)(D+1) を導き、素因数分解を調べて、

{1,5,2,3}、{2,7,3,5}、{5,5,3,8}、{7,17,8、15}、{8,15,11,11}

などを得ることができました。素因数に特徴があり、面白いと思いました。他にも一般解があ
りそうですが…?


 DD++さんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 2式を足してもいいですが、C=B+m、D=B+n とおき、和の式から A を B、m、n で表し、積
の式から B を m、n で表すと、これで全解であることの確認も容易です。

 なお、m、n の入れ替えで A、B は不変のまま C、D が入れ替わり、m → -n-1、n → -m-1
で C、D は不変のまま A、B が入れ替わるので、入れ替え解も含んでダブりなし抜けなしに
なっているはずです。


 KSさんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 DD++さん、完全解ということですね。おめでとうございます!最後の言は、一般解ではない
のではないかということではなく、S(H)さんの解を含んでいることも確認しました。言葉足らず
ですいません。「一般解の表現」として、ほかにもあるのではないかと思いました。たとえば、
2のべきの和としても表現できるのではと感じましたが、まだ、その解の表現は得ていません。


 DD++さんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 一般解の表現はもちろん無数にあると思いますが、結局 C-B と D-B を m と n に置き直
すことで全く同じ表記になるものしか存在しないでしょうね。


 KSさんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 DD++さんの一般解が出た後の後出しですが、m=2、n=2 と置いたような一般解を予
測していました。それでも解の一部でしかないのですが…。それにしても瞬殺で解いていた
だいてありがとうございます。透明感のある解答でした。オイラーやラヌマニジャンレベルで
すね!

 問題は、2、3、5、7の素数をきっかけに昨日思いつきました。完全解答が出て、すっきり
です。ありがとうございます!


 S(H)さんからのコメントです。(平成27年10月31日付け)

 蛇足ですが、私が導出した (x,z) → {x,(-1-z+xz-z2)/(x-z),z,(-1-x+x2-xz)/(x-z)} で、

 x → m + n + m n 、z → -1 + m + m n

とすれば、DD++さんの一般解が得られます。



                         投稿一覧に戻る