数论吧 关注:13,600贴子:76,821
  • 2回复贴,共1

来自菜鸟的问题

只看楼主收藏回复

2^m 和 p^n
两者是相邻数,有第二个解么?
这里p是素数,m n都要大于1
即:2^3=8 和 3^2=9 是相邻的,是不是唯一解?
这个可能是有定论的吧,但是本菜鸟不知道,求大神解答。


IP属地:山东1楼2018-06-26 13:16回复
    这是卡塔兰猜想,现在是定理了。卡塔兰猜想是比利时数学家欧仁·查理·卡塔兰(Eugène Charles Catalan)在1844年提出的一个数论的猜想.它是说除了8=2^3,9=3^2,没有两个连续整数都是正整数的幂;以数学方式表述为:不定方程x^a-y^b=1的大於1的正整数x,y,a,b只有唯一解x=3,y=2,a=2,b=3.也可以叫“8--9”猜想. 2002年4月,帕德博恩大学的罗马尼亚数学家普雷达·米哈伊列斯库(Preda Mih?ilescu)证明了这猜想,所以它现在是定理了.这个证明由尤里·比卢(Yuri Bilu)检查,大幅使用了分圆域和伽罗华模. 与卡塔兰猜想相似的有费马大定理. 历史在卡塔兰之前已有人考虑过类似的问题. 1320年左右,莱维·本·热尔松(Levi ben Gerson,1288年—1344年)证明2和3的幂之间只有8和9相差是1. 莱昂哈德·欧拉证明,x2 - y3 = 1只有一x = 3,y = 2. 勒贝格证明了方程xa - y2 = 1,a > 1 没有正整数解. 1965年柯召证明方程x2 - yb = 1,b > 1 只有一个解. 於是卡塔兰猜想只馀下a,b为奇素数的情况. 1976年罗贝特·泰德曼(Robert Tijdeman)证明卡塔兰猜想的方程只有有限个解.雷·斯坦纳(Ray Steiner)和莫里斯·米尼奥特(Maurice Mignotte)也对这猜想作出贡献. 皮莱(Pillai)猜想:把卡塔兰猜想一般化,推测正整数的幂之间的差趋向无限大;换句话说,对任何正整数,仅有限多对正整数的幂的差是这个数.这猜想现在仍未解决.


    IP属地:北京来自Android客户端2楼2018-06-26 22:31
    回复
      2^3=8 和 3^2=9 是相邻的,是唯一解。
      证明:
      根据题意,相当于2^m - p^n=+-1是否有正整数解。
      1、当2^m - p^n=1时,即2^m =p^n+1,由于m>=2,所以n不能为偶数,否则,2^m=(2k+1)^2+1,得出4/2,不可能;当n为奇数时,2^m=p^n+1=(p+1-1)^n+1=(p+1)^n-n(p+1)^(n-1)+......-n(n-1)/2((p+1)^2+n(p+1)-1+1=(p+1)^n-n(p+1)^(n-1)+......-n(n-1)/2(p+1)^2+n(p+1),显然(p+1)/2^m,如果(p+1)不等于2^m,得出2/n,不可能。又n>1,p^n+1>p+1,所以(p+1)等于2^m,不可能。
      2、当2^m - p^n=-1时,即2^m =p^n-1=(p-1+1)^n-1=(p-1)^n+n(p-1)^(n-1)+......+n(n-1)/2((p-1)^2+n(p-1)+1-1=(p-1)^n+n(p-1)^(n-1)+......+n(n-1)/2(p-1)^2+n(p-1),2^m为p-1整除,如果p-1等于2^m,p-1=(p-1)^n+n(p-1)^(n-1)+......+n(n-1)/2(p-1)^2+n(p-1),不可能;如果p-1不等于2^m(只能小于),得出n为偶数。令n=2a,2^m=p^n-1=p^(2a)-1=(p^a+1)(p^a-1)
      两边同处于4:2^(m-2)=(p^a+1)/2(p^a-1)/2,只有二种可能:(p^a+1)/2=1或(p^a-1)/2=1
      当(p^a+1)/2=1时,p^a=1,不可能;当(p^a-1)/2=1时,p^a=3,从而p=3,a=1,n=2,2^m=p^n-1=3^2-1=8,m=3。因此,原题只有唯一一组解:,m=3,p=3,n=2。证毕。


      IP属地:江苏3楼2018-07-30 18:31
      回复