Файл: Александрийский, Д. Арифметика и книга о многоугольных числах.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.10.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 1
КОММЕНТАРИИ
Ферма заметил по этому поводу (№ XII):
«Условие незаконно, так как оно не общее. Нужно до бавить: „или быть произведением (квадрата) на простое чис ло, которое превосходит па единицу кратное трех, или на число, составленное из таких простых чисел“, как 7, 13, 19, 37 и т. д. или 21, 91 и т. д. Доказательство и решение получаются из нашего метода».
9.Решение задачи ІѴ12, эквивалентной уравнению
А3 + У = У3 + X , X > У,
сводится к решению задачи ІѴи .
10.Задача ІѴІЗ эквивалентна системе
+1 = У?,
|
Х 2 + |
1 = |
У2, |
Х г + |
Z 2 + |
1 = |
У |, |
Х і - |
Х 1 + І = |
У3. |
Диофант полагает Ух = у і + 1 (у = 3), тогда Х г — у*х* + 2уі.
Первое уравнение удовлетворено, и он переходит к третьему. Чтобы обратить его в тождество, он использует соотношение
а — Ь\ 2 _(а -\-Ъ\*
ab
и кладет |
(у2 _ !) s + 2у I 2 4 |
|
Х2: |
||
|
тогда
у 3 __ (Т2 ~Ь 1) х + Зу
Теперь удовлетворены все уравнения, кроме последнего. После соответствующих подстановок оно принимает вид
Ах* + В х + С = У2,
где С = у2. Его униформизацию Диофант производит методом А,
после чего все неизвестные выражаются как рациональные функ ции от двух параметров.
11.Задача ІѴи эквивалентна уравнению
X* |
+ У3 + |
Z* = |
2 (Z2 — X*), Z > У > |
X . |
|
Диофант |
полагает |
X = |
а , Z = t 4- а (а = 1) |
и, |
подставляя |
вуравнение, получает
У2 = t* + 2at — 2а3.
228
АРИФМЕТИКА КНИГА IV
Далее, по методу В, он принимает |
У = |
/ — б (б = 4 ) и получает |
, _ 2х2+ б2 Г |
9 I |
|
2 (а + б) |
L |
5 J > |
после чего все неизвестные оказываются выраженными как рацио нальные функции от двух параметров.
12.Задача ІѴ15 является определенной.
13.Задача IV1(j эквивалентна системе
I |
+ Хі+1 = у? (і = 1, |
2, 3; |
/, |
І + |
I E Zs), |
||
U i + X t + X a = У®. |
|
|
|
|
|
||
Первое условие Диофант удовлетворяет, полагая |
|
||||||
Хг = 4аз |
(а = 1), А'і — |
^ — ах — 1, |
тогда |
Уі = |
с е т 1. |
||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
Второе условие дает |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ІбсЛс2 + Х 3 = |
У2. |
|
|
|
|
Взяв У2 = |
4аг -]- 1, он |
получает Х 3 = |
8ах + |
1 (метод |
В). После |
||
этого он переходит к последнему уравнению: |
|
|
|
|
|||
|
Х х + Х %+ х з = 13а® = У®. |
|
|
|
Диофант принимает этот квадрат равным 169а2/2, где / — новое не известное. Диофант обозначает его тем же символом, что и старое, отчего могут произойти недоразумения. Если иметь в виду, что / —•
новое переменное, то получим х = |
13а/2 и |
|
|
|
|||
А \ = 13а2/2 - |
1, Х 2 = 52а2«2, |
Х 3 = |
104а2/2 + |
1. |
|||
Остается |
третье условие: |
|
|
|
|
|
|
|
„Y2 + Х у = |
(104а2/2 + |
I)2 + |
13а2/2 — 1 = У | |
|
||
или |
|
10816а2/2 + |
221 = |
□ . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Диофант |
полагает сторону квадрата |
равной |
104а/ 4- т ( т = 1) |
||||
и получает |
, _ 221 — т 2 Г _ 55"| |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
208апг |
L |
52J |
* |
|
|
Задача IV17 решается аналогичным образом. В обоих случаях |
|||||||
решение не будет общим. |
|
|
|
|
|
||
Ферма сделал к этим двум задачам |
следующие |
замечания |
|||||
(№ XIII и № XIV): |
|
|
|
|
|
|
229
|
КОММЕНТАРИИ |
||
К первой из нпх: |
|
|
■’ |
«Эта задача допускает, пожалуй, |
более |
изящное реше |
|
ние. Положим первое число х, |
второе 2 |
х -)- 1, |
так что, прибав |
ленное к квадрату первого, оно дает квадрат. Для третьего выберем произвольно коэффициент при х и свободный член,
с условием, чтобы прибавление квадрата второго давало квад рат; например, пусть опо будет 4х -f- 3.
Таким образом, два условия удовлетворены; нужно еще, чтобы сумма всех трех, а также квадрат третьего вместе с пер
вым составляли квадраты. |
|
|
Но сумма трех |
есть 4 + 7.г, |
сумма же квадрата третьего |
и первого 9 25т + |
Іб.г2 |
|
Получаем двойное равенство, в котором свободные члены |
||
являются квадратами; поэтому |
решить его легко, сделав эти |
члены равными одному и тому же квадрату.
Тем же методом можно распространить задачу на четыре числа и так до бесконечности; достаточно сделать, чтобы свободные члены в выражениях для отдельных чисел были квадратами, а это очень легко».
Ко второй:
«Способ рассуждения, который мы применили к преды дущей задаче, позволяет решить и эту и распространить ее на произвольное число чисел».
14.Задача ІѴы эквивалентна системе
Вэтой задаче появляется в процессе решения неопределенное урав
нение шестой степени. Диофант полагает |
= х, |
Ух = ß, Х г = |
|
= ß3 — I3 (ß = |
2). Первое уравнение удовлетворено, |
а второе дает |
|
(ß3 - х3)2 + X = |
Y \. |
|
|
Это уравнение определяет гпперэллпптическую кривую рода 2. Для такпх кривых и до спх пор неизвестен общий метод нахождения
рациональных точек. |
Диофант делает |
подстановку У 2 = ß3 -f- |
а;3 и |
|
получает х = 4ß3x3, |
или х2 = l/(4ß3). |
Чтобы х было рационально, |
||
Диофант требует: 4ß3 = |
Это можно осуществить, полагая ß = |
б2; |
Таким образом, на рассматриваемой поверхности выделяется ра циональная кривая.
230
АРИФМЕТИКА КНИГА IV
15. В задаче 1VWтребуется найти «общие выражения» для чи сел таких, что
|
-Зд-Ѵ;+1 + 1 = |
F? |
(і |
= 1, |
2, |
3; |
і, |
і -)- 1 S Z3). |
|
|
|
Диофант полагает Y x = |
ах |
1 |
(а = |
1), |
тогда Х гХ 2 = |
|
а2х2 4 |
||
+ |
2ах , ои берет Х 2 = |
х , Х х = |
а-х |
4 |
2а. |
|
|
|
|
|
|
Затем, переходя ко второму уравнению, ои полагает У2 |
= |
ух -f- |
|||||||
4 |
1 (у = 3), тогда Х 3 — у2х -(- 2у. |
Остается последнее уравнение: |
||||||||
|
а2-)!2!-2 -f- 2ау (а -f |
у) г 4 |
4ау |
4 |
1 = У2. |
|
|
Поскольку коэффициент при х2 является полным квадратом, то его можно было бы решить, положив Y 3 = аух 4 ß. В этом случае
все неизвестные были бы выражены как рациональные функции трех параметров, т. е. мы бы получили общее решение. Одиако Дио фант избирает иной путь. Ои ищет частное решение, а именно он подбирает второй параметр так, чтобы левая часть третьего уравне ния обратилась в полный квадрат. Это можно сделать, если поло
жить |
4ау 4 |
1 = |
D i |
a это |
будет |
иметь место, |
если 1 = |
(а — у)2, |
|||||||
так как |
4 т га 4 |
(,п — п)2 = |
|
(т 4 |
н)2. Поэтому |
Диофант |
полагает |
||||||||
у — а = |
1, т. е. у — |
а -j- |
1. |
Тогда все три условия задачи выпол |
|||||||||||
нены, и мы получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Х г = |
а-х 4 |
2а, |
Х 2 = |
х, |
Х 3 = |
(а 4 |
1)2х 4 2 (а 4 |
1 ), |
|||||||
|
|
|
Y 1 — ах 4 1, |
Уг = |
(а 4 |
1) I |
4 |
1, |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
У3 = а (а 4 1) * + (2а 4 1 ). |
|
|
|
|||||||
К |
этой |
задаче Ферма |
сделал |
следующее замечание |
(№ |
XV): |
|||||||||
|
|
«Пусть предложено найти трп числа, произведение лю |
|||||||||||||
|
бых двух из которых, увеличенное на единицу, будет квадра |
||||||||||||||
|
том, и, кроме того, каждое из этих чисел, увеличенное на еди |
||||||||||||||
|
ницу, |
дает |
квадрат. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Мы присоединим решение этого вопроса к уже рассмот |
|||||||||||||
|
ренному [см. задачу Ѵ3,— Я . В]. Пусть взято неопределен |
||||||||||||||
|
ное решение данной задачи Диофанта так, что свободные чле |
||||||||||||||
|
ны для Хх и Х 2, увеличенные на единицу, |
являются квадра |
|||||||||||||
|
тами. |
Пусть, например, трп неопределенных числа будут: |
|||||||||||||
|
первое |
|
169 |
, 13 |
второе |
а-, |
третье |
7225 |
, 85 |
||||||
|
|
|
+ |
|
^ |
+ |
|
Ясно, что они удовлетворяют данной задаче неопреде ленным образом, сверх того, нужно, чтобы каждое из этих
231