Учитывая совет заслуженного участника
Someone, а также
предложение заслуженного участника
Null, начинаем всё с нуля.
Доказываем частный случай неопределенного уравнения Била
, что
не существует решения в целых взаимно простых числах
не только при натуральном
, но и при
.
В теме будут использоваться сопряженные комплексные числа. Важным свойством этих чисел является то, что при натуральном показателе
, возведение в степень сопряженных чисел даёт сопряженные числа. То есть, если
сопряженные комплексные числа, то из равенства
следует, что
, то есть получаем пару сопряженных комплексных чисел
. Извлечение корня из сопряженных чисел также даёт сопряженные числа.
Учитывая эти свойства, рассмотрим сначала неопределенное уравнение
.
Утверждение 1.
Уравнение (2) имеет бесчисленное множество решений в целых числах.
При существовании решений (2 ) существует равенство
Извлекаемые корни из правой части (2.1) также будут сопряженными. А так как ищется решение (2.1) в целых числах, то извлекаемые корни из правой части (2.1) должны быть числами с целыми коэффициентами (то есть гауссовыми).
Так что не всякая пара сопряженных чисел правой части (2.1) может обеспечить решение в целых числах.
Но всякая степень левой части (2.1), определённая как степень произведения сопряженных чисел, даёт решение уравнению. Так как произведение сопряженных чисел равно сумме двух квадратов, то в левой части сразу же определим число степени как
. Тогда с учетом (2.1)
Все числа
- целые. Что и требовалось доказать. Можно выразить числа
через
, но нам это пока не требуется.
Приступаем к основной задаче.
Согласно доказанному утверждению 1., для неопределенного уравнения (5) существует бесчисленное множество решений
. Эти числа целые. Но к какому множеству
принадлежат числа (B_1,C_1) пока неизвестно.
Запишем равенство
В правой части (6)
- мнимый квадрат.
Поэтому не может существовать в целых числах (a,b,c) следующее равенство :
Действительно, используя пару целых чисел
, покажем (7) в сопряженных числах. Учитывая, что степень Гауссова числа, равняется Гауссову
.
Тогда
В левых частях (11),(12) комплексные числа не гауссовы. Поэтому при возведение их в степень с натуральным показателем
в правых частях числа
, будут комплексными. Например для
;
(В (14) учтено, что любое соотношение между комплексными числами остаётся справедливым, если всюду в нём заменить
на
)
Значит не существует решения в целых взаимно простых числах для частного случая уравнения Била
при натуральном
.