椭圆曲线y2=x3-21x-90的正整数点

2015-06-07 06:00:21李亚卓崔保军
延安大学学报(自然科学版) 2015年3期

李亚卓,崔保军

(1.陕西学前师范学院 学报编辑部,陕西 西安 710061;2.甘肃民族师范学院 数学系,甘肃 合作 747000)

椭圆曲线y2=x3-21x-90的正整数点

李亚卓1,崔保军2

(1.陕西学前师范学院 学报编辑部,陕西 西安 710061;2.甘肃民族师范学院 数学系,甘肃 合作 747000)

利用四次Diophantine方程的已知结果,运用初等数论的方法证明了椭圆曲线y2=x3-21x-90仅有正整数点(x,y)=(6,0)。

椭圆曲线;四次Diophantine方程;正整数点

设N+是全体正整数的集合。近年来,对于寻找椭圆曲线的整数点的问题引起了人们广泛的兴趣,这方面的成果也有着广泛的应用[1,2]。1987年,Zagier[3]提出了椭圆曲线

的整数点问题。2009年,祝辉林和陈建华[4]运用代数数论的P-adic分析方法证明了椭圆曲线(1)仅有整数点(x,y)=(2,0)和 (28844402,± 154914585540)。2010年,吴华明[5]运用Pell方程和二元四次Diophantine方程的一些已知结果,给出了上述结论的一个简洁证明。2014年,管训贵[6]对运用初等数论的方法给出了(1)的一种推广形式的整数点。本文运用同余等初等方法得到以下结论。

定理 对于奇素数p,椭圆曲线

仅有正整数点(x,y)=(6,0)。

1 引理

引理1[7]丢番图方程y2=Dx4+1在D=348时无正整数解。

2 定理的证明

设(x,y)是(2)的解,从(2)可得

因为x2+6x+15=(x+3)2+6>0,所以从(3)可知x≥6。当x=6时,由(3)可知(2)有整数点(x,y)= (6,0)。故以下仅需考虑x>6且y≠0时的情况。

设d=gcd(x-6,x2+6x+15),易知d|87。故有d∈{1,3,29,87}。以下分四种情况进行讨论:

当d=1时,从(2)可知

从(4)中第二个等式得(x+3)2+6=b2,知

x+3≡b(mod2),但此时可得2≡b2-(x+3)2≡0(mod4)。矛盾。

当d=3时,从(2)可知

从(5)可得

当d=29时,从(2)可知

从(7)可得

当2|a时,从(8)可知3a2+1≡b≡1(mod2),可得1≡b2≡3(3a2+1)2+2a4≡3(mod8),矛盾。

当d=87时,从(2)可知

从(9)可得

将(11)代入(10)可得

设l=(b+36c2+1,b-36c2-1)。因为从上文可知36c2+1和b都是奇数,所以2|l。如果l/2>1,则l/2必有素因数p。由于l|2b且l|2(36c2+1),故从(11)可知p是适合p|b,p|36c2+1以及l|96c4的奇素数。但由gcd(36c2+1,c4)=1,gcd(36c2+ 1,2)=1及gcd(36c2+1,3)=1可得gcd(36c2+1,96c4)=1,矛盾。……

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