・数学愛好家の失敗                      GAI 氏

 3以上の自然数nについて、xn+yn=zn となる自然数(x,y,z)の組は存在しない。

が、360年の時を経て、ワイルズによって見事に解決された、と小耳に挟んだ下町では名を
馳せた数学愛好家老人が、では儂も挑戦とばかり一晩考えた。すると、なんと解決したと、
新聞社に手紙を送りつけた。翌日新聞社から”問題文”が違っていますとの返信が届いた。

(0) 3以上の自然数nについて、nx+ny=nz となる自然数(x,y,z)の組は存在しない。

を考えたらしい。

 では、ここに集う皆さんも挑戦を!

 さらに、これを拡張して、

(1) n^x1+n^x2+n^x3=n^x4 を満たす自然数の組(x1,x2,x3,x4,n)

(2) n^x1+n^x2+n^x3+n^x4=n^x5 を満たす自然数の組(x1,x2,x3,x4,x5,n)

(3) n^x1+n^x2+・・・+n^x7=n^x8 を満たす自然数の組(x1,x2,・・・,x7,x8,n)


 らすかるさんからのコメントです。(平成28年9月9日付け)

(0) x≦y として、n^y<n^x+n^y≦2n^y<n^(y+1) なので、y<z<y+1 となり存在しない。

 以下の解は適当に考えただけなので、漏れがあるかも知れません。

(1) n=2、x1=x2、x3=x1+1、x4=x1+2 及び x1、x2、x3 の交換
   n=3、x1=x2=x3、x4=x1+1

(2) n=2、x1=x2=x3=x4、x5=x1+2
   n=2、x1=x2、x3=x1+1、x4=x1+2、x5=x1+3 及び x1、x2、x3、x4 の交換
   n=4、x1=x2=x3=x4、x5=x1+1

(3) n=2、x1=x2=x3=x4、x5=x6=x1+1、x7=x1+3、x8=x1+4 及び x1〜x7 の交換
   n=2、x1=x2=x3=x4、x5=x1+2、x6=x1+3、x7=x1+4、x8=x1+5 及び x1〜x7 の交換
   n=2、x1=x2、x3=x1+1、x4=x1+2、x5=x1+3、x6=x1+4、x7=x1+5、x8=x1+6
   及び x1〜x7 の交換
   n=3、x1=x2=x3=x4=x5=x6、x7=x1+1、x8=x1+2 及び x1〜x7 の交換
   n=3、x1=x2=x3、x4=x5=x1+1、x6=x7=x1+2、x8=x1+3 及び x1〜x7 の交換
   n=4、x1=x2=x3=x4、x5=x6=x7=x1+1、x8=x1+2 及び x1〜x7 の交換
   n=7、x1=x2=x3=x4=x5=x6=x7、x8=x1+1


 GAI さんからのコメントです。(平成28年9月10日付け)

 適当に考えるだけで、これだけ多くのパターンを短時間で示せることは驚異です。ただ詳し
く考えてもらうと、いくつかのものが抜け落ちていました。

 (3)の 「n=2、x1=x2、x3=x1+1、x4=x1+2、x5=x1+3、x6=x1+4、x7=x1+5、x8=x1+6
及び x1〜x7 の交換」で、あと4パターンが発生。

また、「n=4、x1=x2=x3=x4、x5=x6=x7=x1+1、x8=x1+2 及び x1〜x7 の交換」は、
「n=2、x1=x2=x3=x4、x5=x6=x7=x1+2、x8=x1+4 及び x1〜x7 の交換」でもあります。

 よって、全部で12通り存在。

 一般に、n^x1+n^x2+・・・+n^x(k-1)=n^xk には、n=2の時の解が必ず存在でき(ただし
x1≦x2≦・・・≦x(k-1)に限定したもの)、

k=3→0(通り)、k=4→1、k=5→2、k=6→3、k=7→5、k=8→9、k=9→16、k=10→28、k=11→50、
k=12→89、k=13→159、・・・・・・

と不規則なパターン数が見つかりました。(もし物好きな方がおられたら点検してほしい。)



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