当前位置:文档之家› 丢番图方程

丢番图方程

丢番图方程
丢番图方程又名不定方程、整系数多项式方程,是变量仅容许是整数的多项式等式;即形式如,其中所有的a j、b j和c 均是整数,若其中能找到一组整数解m1,m2...m n者则称之有整数解。

丢番图问题有数条等式,其数目比未知数的数目少;丢番图问题要求找出对所有等式都成立的整数组合。

对丢番图问题的数学研究称为丢番图分析。

3世纪希腊数学家亚历山大城的丢番图曾对这些方程进行研究。

丢番图方程的例子有贝祖等式、勾股定理的整数解、四平方和定理和费马最后定理等。

一次不定方程
一次不定方程是形式如a1x1 + a2x2 + ... + a n x n = c的方程,一次不定方程有整数解的充要条件为: (a1,...,a n)须是c的因子,其中(a1,...,a n)表示a1,...,a n 的最大公因子。

若有二元一次不定方程ax+ by= c,且(a,b) | c,则其必有一组整数解x1,y1,并且还有以下关系式:
∙x = x1 + [b / (a,b)]t
∙y = y1− [a / (a,b)]t
t为任意整数,故此一次不定方程有无限多解。

请参见贝祖等式。

丢番图分析
经典问题
∙有解答吗?
∙除了一些显然易见的解答外,还有哪些解答?
∙解答的数目是有限还是无限?
∙理论上,所有解答是否都能找到?
∙实际上能否计算出所有解答?
希尔伯特第十问题
1900年,希尔伯特提出丢番图问题的可解答性为他的23个问题中的第10题。

1970年,一个数理逻辑的结果马蒂雅谢维奇定理(Matiyasevich's theorem)说明:一般来说,丢番图问题都是不可解的。

更精确的说法是,不可能存在一个算法能够判定任何丢番图方程式否有解,甚至,在任何兼容于 Peano 算数的系统当中,都能具体构造出一个丢番图方程,使得没有任何办法可以判断它是否有解。

现代研究
∙丢番图集是递归可枚举集。

∙常用的方法有无穷递降法和哈赛原理。

∙丢番图逼近研究了变量为整数,但系数可为无理数的不等式。

相关主题