论文部分内容阅读
参考文献中“
5121
=125+1759
+1208725
”是5121的第一类好表法,我们通过讨论认为:由于
5121的第一类好表法不是唯一的,该问题就是讨论“不定方程
5121=
1x+1y+1z (x 的正整数解”,并由此得到了讨论真分数的第一类好表法的探讨方法.
命题:若m,n∈N+则不定方程
1x+1y
=mn (x≤y)
(1)
(i)有相同正整数解的充分条件是:
m=1或m=2.
(ii)有不同整数解(x a,b满足:a>b,a|n,b|n,m|a+b,且其解为:
x=(1+ba)nm
,y=(1+ab
)nm.
证明:(i)充分性:设x=y,代入(1)得
x=2nm,因此
m|2n,由于(m,n)=1,所以
m|2.所以m=1或2.
(ii)充分性:设x,y∈N+,x mxy=n(x+y.
设
(x,y)=d,x=dx1,y=dy1,x1 得 mdx1y1=m(x1+y1)
因为(m,n)=1,(x1,y1)=1.
所以
(x1y1,x1+y1)=1,x1y1|n,m|x1+y1
取
a=y1,b=x1,
则
a|n,b|n,m|a+b,d=nm
(1a+1b)
所以,x=(1+ba)nm.
y=(1+ab)nm
必要性:设a+b=km,n=aα,n=bβ,k,α,β∈N+,α<β,
得
kmn
=1α+1β,
mn
=1kα+
1kβ.
令kα=x,kβ=y(x 所以x=(1+b a)nm
,y=(1+ab)nm,是
1x+1y=
mn的解,
故命题得证.
由该命题得到:当
mn一定时,不定方程(1)的解仅与
ab有关.
推论:如果a1,b1与a2,b2分别是方程(1)中n的两不同因素,并满足
m|a1+b1,m|a2+b2,
a1b1=a2b2则对应
a1,b1的解与对应a2,b2的解是同解.
由此推论可大大减少方程(1)的运算量,应予以重视.
例1 求不定方程
1x+
1y=
49 (x≤y)的正整数解.
解: 显然该不定方程仅有x 因为9=32有三个因素1 ,3 ,9.
满足4|a+b的a+b有(a,b)=(3,1),(9,3),
由于
ba
=13.
所以x=3,y=9.
下面来讨论
1x
+1y
+1z
=5121
(x 的正整数解.
解:由题意得
1y
+1z
=5x-12121x
3x
>1x
+1y
+1z
=5121
所以25≤x≤72.
当
x=25时,1y+1z
=452×112.
n=52×112有9个因素:1,5,11,25,55,121,275,605,3025.
满足4|a+b的因素有:(a,b)=(11,1),(11,5),(25,11),(55,1),(55,5),(55,25),(121,11),(121,55),(275,1),(275,5),(275,25),(275,121),(605,11),(605,55),(605,275),(3025,11),(3025,55)(3025,275).
其ba分别为:
111
,511
,1125,155
,111
,511
,111,511
,1275
,155
,111
,1125
,155,
111
,511
,1285,155
,111.
不同的ba的值仅有5个,即:
ba
=111
,155
,1275
,511
,1125.
由此求得(y,z)=(825,9075),(770,42350),(759,208725),(1100,2420),(1089,2475)
再将x=25加上去便得到不定方程的五组解.
同样依次取x=26,27,28,…,72便可以得到
(x,y,z)=(26,351,84942),(26,350,275275),(26,352,50336),(26,363,9438),(27,242,6434),(27,234,84942),(27,297,1089),(30,132,2420),(33,121,363),(33,91,33033),(33,93,37510),(33,99,1089),(34,84,172788),(44,54,13068),(44,55,2420),(45,55,1089).
综上所述便求得了
5121=1x
+1y+1z(x
参考文献:
[1] 柯召,孙琦.单位分数.
5121
=125+1759
+1208725
”是5121的第一类好表法,我们通过讨论认为:由于
5121的第一类好表法不是唯一的,该问题就是讨论“不定方程
5121=
1x+1y+1z (x
命题:若m,n∈N+则不定方程
1x+1y
=mn (x≤y)
(1)
(i)有相同正整数解的充分条件是:
m=1或m=2.
(ii)有不同整数解(x
x=(1+ba)nm
,y=(1+ab
)nm.
证明:(i)充分性:设x=y,代入(1)得
x=2nm,因此
m|2n,由于(m,n)=1,所以
m|2.所以m=1或2.
(ii)充分性:设x,y∈N+,x
设
(x,y)=d,x=dx1,y=dy1,x1
因为(m,n)=1,(x1,y1)=1.
所以
(x1y1,x1+y1)=1,x1y1|n,m|x1+y1
取
a=y1,b=x1,
则
a|n,b|n,m|a+b,d=nm
(1a+1b)
所以,x=(1+ba)nm.
y=(1+ab)nm
必要性:设a+b=km,n=aα,n=bβ,k,α,β∈N+,α<β,
得
kmn
=1α+1β,
mn
=1kα+
1kβ.
令kα=x,kβ=y(x
,y=(1+ab)nm,是
1x+1y=
mn的解,
故命题得证.
由该命题得到:当
mn一定时,不定方程(1)的解仅与
ab有关.
推论:如果a1,b1与a2,b2分别是方程(1)中n的两不同因素,并满足
m|a1+b1,m|a2+b2,
a1b1=a2b2则对应
a1,b1的解与对应a2,b2的解是同解.
由此推论可大大减少方程(1)的运算量,应予以重视.
例1 求不定方程
1x+
1y=
49 (x≤y)的正整数解.
解: 显然该不定方程仅有x
满足4|a+b的a+b有(a,b)=(3,1),(9,3),
由于
ba
=13.
所以x=3,y=9.
下面来讨论
1x
+1y
+1z
=5121
(x
解:由题意得
1y
+1z
=5x-12121x
3x
>1x
+1y
+1z
=5121
所以25≤x≤72.
当
x=25时,1y+1z
=452×112.
n=52×112有9个因素:1,5,11,25,55,121,275,605,3025.
满足4|a+b的因素有:(a,b)=(11,1),(11,5),(25,11),(55,1),(55,5),(55,25),(121,11),(121,55),(275,1),(275,5),(275,25),(275,121),(605,11),(605,55),(605,275),(3025,11),(3025,55)(3025,275).
其ba分别为:
111
,511
,1125,155
,111
,511
,111,511
,1275
,155
,111
,1125
,155,
111
,511
,1285,155
,111.
不同的ba的值仅有5个,即:
ba
=111
,155
,1275
,511
,1125.
由此求得(y,z)=(825,9075),(770,42350),(759,208725),(1100,2420),(1089,2475)
再将x=25加上去便得到不定方程的五组解.
同样依次取x=26,27,28,…,72便可以得到
(x,y,z)=(26,351,84942),(26,350,275275),(26,352,50336),(26,363,9438),(27,242,6434),(27,234,84942),(27,297,1089),(30,132,2420),(33,121,363),(33,91,33033),(33,93,37510),(33,99,1089),(34,84,172788),(44,54,13068),(44,55,2420),(45,55,1089).
综上所述便求得了
5121=1x
+1y+1z(x
参考文献:
[1] 柯召,孙琦.单位分数.