Diophantine equation 16
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$${Published}$$ $${Online}$$ $${First}$$ $${(1/2/2024)}$$
$${Latest}$$ $${additions}$$ $${(1/2/2024)}$$
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$${Diophantine}$$ $${equation}$$ $${16}$$
$${(16.1)}$$ $${x^3+y^3=z^3+w^3}$$
の整数解を求める。
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$${case(16.1)}$$ $${(x^3+y^3=z^3+w^3)}$$
$${case(13.2)}$$ $${(x^3+y^3+z^3=w^3)}$$
の時と同じ様に方程式を解きます。
(恒等式から辿り着けなかった為…)
$${x=at+c , y=bt-d \\z=at+d , w=bt+c}$$
と置きます。すると、
$${3t^2(a^2c-a^2d-b^2c-b^2d)+\\3t(-a+b)(c+d)(-c+d)-2d^3=0}$$
となります。ここで、$${t^2}$$の項が$${0}$$になる為には、
$${(a^2c-a^2d-b^2c-b^2d)=0\\→c(a^2-b^2)=d(a^2+b^2)}$$
$${c=a^2+b^2 , d= a^2-b^2}$$と置くと、
$${t^2}$$の項が$${0}$$になる。この$${c,d}$$を代入すると。
$${3t(-a+b)(c+d)(-c+d)-2d^3=0\\→3t(-a+b)(2a^2)(-2b^2)=2(a^2-b^2)^3\\→12a^2b^2(a-b)t=2(a^2-b^2)^3}$$
$${t}$$について解くと、
$${t=\dfrac{a^5+a^4b-2a^3b^2-2a^2b^3+ab^4+b^5}{6a^2b^2}}$$
この$${t}$$と$${c=a^2+b^2 , d= a^2-b^2}$$を
$${x,y,z,w}$$に代入し、$${6a^2b^2}$$を掛けたものを
新たな$${x,y,z,w}$$とすると解になる。
$${(x,y,z,w)=\\ (a^6+a^5b+4a^4b^2-2a^3b^3+7a^2b^4+ab^5,\\a^5b-5a^4b^2-2a^3b^3+4a^2b^4+ab^5+b^6,\\a^6+a^5b+4a^4b^2-2a^3b^3-5a^2b^4+ab^5,\\a^5b+7a^4b^2-2a^3b^3+4a^2b^4+ab^5+b^6)}$$
$${(a,b)=(6,1)→\\(x,y,z,w)=(59442,1015,59010,16567)}$$
$${59442^3+1015^3=59010^3+16567^3}$$
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【追記$${(1/2/2024)}$$】
この方程式はオイラー(Euler)、ラマヌジャン(Ramanujan)らが一般解を与えています。
別の機会に投稿したいと思います。
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