这种二元二次方程比较复杂,它们本质上归结为双曲线方程的研究,其中都是整数,且非平方数,而。它主要用于证明问题有无数多个整数解。对于具体的可用尝试法求出一组成正整数解。如果上述pell方程有正整数解,则称使的最小的正整数解为它的最小解。
定理4.Pell方程且不是平方数)必有正整数解,且若设它的最小解为,则它的全部解可以表示成:
.
上面的公式也可以写成以下几种形式:
(1);(2);(3).
定理5.Pell方程且不是平方数)要么无正整数解,要么有无穷多组正整数解,且在后一种情况下,设它的最小解为,则它的全部解可以表示为
定理6. (费尔马(Fermat)大定理)方程为整数)无正整数解。
费尔马(Fermat)大定理的证明一直以来是数学界的难题,但是在1994年6月,美国普林斯顿大学的数学教授A.Wiles完全解决了这一难题。至此,这一困扰了人们四百多年的数学难题终于露出了庐山真面目,脱去了其神秘面纱。
典例分析
例1.求不定方程的整数解。
解:先求的一组特解,为此对37,107运用辗转相除法:
,,
将上述过程回填,得:
由此可知,是方程的一组特解,于是,是方程的一组特解,因此原方程的一 切整数解为:。
例2.求不定方程的所有正整数解。
解:用原方程中的最小系数7去除方程的各项,并移项得:
因为是整数,故也一定是整数,于是有,再用5去除比式的两边,得,令为整数,由此得。
经观察得是最后一个方程的一组解,依次回代,可求得原方程的一组特解:,所以原方程的一切整数解为:。
例3.求不定方程的正整数解。
解:显然此方程有整数解。先确定系数最大的未知数的取值范围,因为的最小值为1,所以。
当时,原方程变形为,即,由上式知是偶数且故方程组有5组正整数解,分别为,,,,;
当时,原方程变形为,即,故方程有3组正整数解,分别为:,,;
当时,原方程变形为,即,故方程有2组正整数解,分别为:,;
当时,原方程变形为,即,故方程只有一组正整数解,为。
故原方程有11组正整数解(如下表):
2
4
6
8
10
2
4
6
2
4
2
13
10
7
4
1
9
6
3
5
2
1
1