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埃尔德什猜想

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埃尔德什的一个猜想:
任意正整数 n > 1,使得
4/n = 1/x + 1/y + 1/z
总有正整数解:x,y,z
.
此猜想看似简单,实际是高维难题。


IP属地:上海1楼2026-05-23 20:40回复
    4/n = 1/x + 1/y + 1/z 等价于 nxy + nxz + nyz = 4xyz
    属于三元三次不定方程。
    .
    给出三元三次方程的正整数解,除了赋值穷举法以外,是比较困难的。
    .
    但当赋予 z=c 为定值时,原式变换为
    (4c-n)xy - cnx - cny = 0


    IP属地:上海2楼2026-05-24 08:38
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      2026-08-19 01:03:48
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      4/n = 1/x + 1/y + 1/z 等价于 nxy + nxz + nyz = 4xyz
      三次不定方程。
      给出三元三次方程的正整数解,除了赋值穷举法以外,是比较困难的。
      但当赋予 z=c 为定值时,原式变换为 (4c-n)xy - cnx - cny = 0
      埃尔德什猜想,对于指定的c,n, (4c-n)xy - cnx - cny = 0,可变换为类似于:
      费马数关系式:
      2^(m+2)XY + X + Y = [F(m)-1] / 2^(m+2)
      梅森数关系式:
      (8p)MK + 4M + K = [2^(p-1)-1] / p
      .
      都是二元二次方程求正整数问题。
      .
      分析可知:
      建立各自的因子分布载体-等差数列,是解决此类问题的较好切入点。


      IP属地:上海3楼2026-05-29 14:14
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        按照前面的思路逻辑,则:
        (4c-n)xy - ncx = ncy
        [(4c-n)y - nc] x = ncy ⟺ ncy ≡ 0 (modQ),
        Q = (4c - n) y - nc > 0
        .
        实例1:按照猜想定义范围取:n = 2 > 1
        Q = (4c - n) y - nc = (4c - 2) y - 2c > 0
        取 c = 1,Q = 2y - 2 = 2 (y-1)
        [(4c-2)y - 2c] x = 2cy ⟺ 2y ≡ 0 (modQ),变换为:
        2[y - 1] x = 2y ⟺ 2y ≡ 0 (mod2(y-1) ⟺ y ≡ 0 (mod(y-1))
        显然有解:y = 2
        4/2 = 1/x + 1/y + 1/z = 1/2 + 1/2 + 1/1 = 2
        .
        实例2:按照猜想定义范围取:n = 3 > 1
        Q = (4c - n) y - nc = (4c - 3) y - 3c > 0
        取 c = 1,Q = y - 3
        [(4c-3)y - 3c] x = 3cy ⟺ 3y ≡ 0 (modQ),变换为:
        (y - 3) x = 3y ⟺ 3y ≡ 0 (mod(y-3)
        显然有解:y = 4
        4/3 = 1/x + 1/y + 1/z = 1/12 + 1/4 + 1/1 = 1 + 1/3
        .
        实例3:按照猜想定义范围取:n = 4 > 1
        Q = (4c - n) y - nc = (4c - 4) y - 4c = 4 [ (c - 1) y - 1 ] > 0
        (c - 1) y -1 > 0 ⟺ c > 1
        取 c = 2
        [(4c-n)y - nc] x = ncy ⟺ (4y - 8) x = 8y
        8y ≡ 0 (modQ),变换为:
        8y ≡ 0 (mod(4y-8)) ⟺ 8y ≡ 0 (mod4(y-2))
        显然有解:y = 3
        4/4 = 1/x + 1/y + 1/z = 1/6 + 1/3 + 1/2 = 1
        .
        仔细考察上面的三个实例,会发现解析 x, y 的规律性。
        从而找到证明1楼猜想的客观逻辑和理论依据。


        IP属地:上海4楼2026-05-29 14:14
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          按照5楼的思路逻辑,则:
          (4c-n)xy - ncx = ncy
          [(4c-n)y - nc] x = ncy ⟺ ncy ≡ 0 (modQ),
          Q = (4c - n) y - nc > 0
          .
          实例4:按照猜想定义范围取:n = 5 > 1
          Q = (4c - n) y - nc = (4c - 5) y - 5c > 0
          取 c = 2,Q = 3y - 10
          [(4c-5)y - 5c] x = 5cy ⟺ 10y ≡ 0 (modQ),变换为:
          [3y - 10] x = 10y ⟺ 10y ≡ 0 (mod(3y-10)
          显然有解:y = 4,x = 20
          4/5 = 1/x + 1/y + 1/z = 1/20 + 1/4+ 1/2 = 1 - 1/5
          .
          实例5:按照猜想定义范围取:n = 6 > 1
          Q = (4c - n) y - nc = (4c - 6) y - 6c > 0
          取 c = 2,Q = 2y - 12 = 2(y - 6)
          [(4c-6)y - 6c] x = 6cy ⟺ 12y ≡ 0 (modQ),变换为:
          (2y - 12) x = 12y ⟺ 12y ≡ 0 (mod2(y-6))
          显然有解:y = 7,x = 42
          4/6 = 1/x + 1/y + 1/z = 1/42 + 1/7 + 1/2 = 2/3
          .
          实例6:按照猜想定义范围取:n = 7 > 1
          Q = (4c - n) y - nc = (4c - 7) y - 7c > 0
          (4c - 7) y -7c > 0 ⟺ c > 1
          取 c = 2
          [(4c-n)y - nc] x = ncy ⟺ (y - 14) x = 14y
          14y ≡ 0 (modQ),变换为:
          14y ≡ 0 (mod(y-14)) ⟺ 14y ≡ 0 (mod(y-14))
          显然有解:y = 15,x = 210
          4/7 = 1/x + 1/y + 1/z = 1/210 + 1/15 + 1/2 = 120/210


          IP属地:上海5楼2026-06-18 20:29
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            实例7:按照猜想定义范围取:n = 25 > 1
            (4c-n)xy - cnx - cny = 0
            [(4c-n)y - cn]x = cny
            [(4c-25)y - 25c] x = 25cy
            25cy ≡ 0 (mod[(4c-25)y-25c])
            取c=10
            250y ≡ 0 (mod(15y-250))
            250y ≡ 0 (mod5(3y-50))
            令3y-50=1,则y=17同余式有解:
            代入(15y-250)x=250y,得到
            x = 250y / (15y-250) = 250*17 / 5 = 850
            .
            可见:(x,y,z) = (850,17,10),是满足 n = 25 时,4/n=1/x+1/y+1/z的一组解。
            .
            实例8:按照猜想定义范围取: n = 49 ≡ 1 (mod24)
            (4c-n)xy - cnx - cny = 0
            [(4c-n)y - cn]x = cny
            [(4c-49)y - 49c] x = 49cy
            49cy ≡ 0 (mod[(4c-49)y-49c])
            取c=14,得到
            [7y - 686] x = 686y
            686y ≡ 0 (mod7(y-98))
            显然:y=99时,同余式有解:
            代入(7y-686)x=686y,得到
            x = 250y / (15y-250) = 686*99 / 7 = 9702
            .
            可见:(x,y,z) = (9702,99,14),是满足 n = 49 时,4/n=1/x+1/y+1/z的一组解。
            归纳以上两楼实例的解析推理过程,可以发现:取n ≡ 1 (mod24)时,总能找到一个n的因子a的倍数ma,满足z=c=ma,使得方程(4c-n)xy - cnx - cny = 0有解。


            IP属地:上海6楼2026-06-18 20:32
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              实例9:按照猜想定义范围取:素数 n = 73 ≡ 1 (mod24)
              [(4c-n)y - cn]x = cny
              [(4c-73)y - 73c] x = 73cy……………… (1)
              73cy ≡ 0 (mod[(4c-73)*y-73c])
              .
              取(4c-73)y-73c=Q>0,则4c-73 =k> 0 ,等价于 4c-k=73
              由于k的系数为1,得到c = {19,20,21,….},使得总能找到一个c值,满足Q:
              (1)Q=3y-19*73=73,y没有整数解舍去。
              (2)Q=7y-20*73=73,7y=21*73,有整数解y=3*73=219
              代入式(1)得到X = (73*c*y) / Q = c*y = 20y = 60*73 = 4380
              可见:(x,y,z) = (4380, 219, 20),。是满足n=73时,4/n=1/x+1/y+1/z的一组正整数解。


              IP属地:上海7楼2026-06-19 05:36
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