方程的平方数

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  一、引言
  设N是全体正整数的集合,多项式整数值中的完全方幂问题,是数论中引入关注的研究课题。 最近,Bencze 提出了找出所有可使是平方数的正整数,在文献中乐茂华完全解决了这个问题,自然地有以下
  问 题:对任意的,找出所有的可使 是平方数的正整数。
  本文利用Pell方程的解的结论,对为素数时进行了研究,找出此时所有的可使是平方数的正整数。
  二、主要结论
  引理1 的基本解为(), 则方程的所有解为。
  引理2 的最小正整数解(), 且为素数, 则 的所有解可表示为
  ()。
  本文利用Pell方程的基本性质解决了为素数时的问题, 证明了
  定理设
  (1)
  为素数,则为奇数。 , 为任意正整数,此时可使为平方数的正整数可表示成
   (2)
  证明:设,,是可使为平方数的正整数,此时,存在正整数适合=(3)
  从(3)式可得, (4)
  从(4)式可知()=( (2n+1), ),是pell方程
   , () (5)
  的一组满足条件
  0(mod)1(mod2)(6)
  由的基本解为(3,1),所有解为 ,而的最小正整数解(,),则所有解为,可知该方程的任何一组解()都可表示成() (7)
  其中适合(1)式,因为从(1)式和(5)式和(7)式可知
  所以 ()(8) 故从(7)式和(8)式可得(9)
  将(9)式代入(5)式立得 (10)
  故从(10)式可得(11) 根据勒让德符号得
  因为为奇数 所以1 (mod8)所以 所以 所以为素数时有解.则从(10)式和(6)式可知
  
  由上式得(12) 因为为任意正整数,
  所以 为整数,
  则(13)
  则从(10)式和(6)式得
  所以,因为为奇数, 所以
  (14)
  则由(11)式和(12)式和(13)和(14)式可知所以为正整数,可得(2)式。
  定理证毕。
  
  参考文献:
  [1]乐茂华.形如 的平方数[J].海南大学学报(自然科学版),2007,(3).
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