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广义 Erd\H{o}s-Straus 猜想近似完全证明:${5}/{a} = {1}/{b} + {1}/{c} + {1}/{d}$

数论 2025-08-12 v1

摘要

广义 Erd\H{o}s-Straus 猜想由 Wac\l{}aw Sierpi\'{n}ski 于 1956 年提出,询问 Diophantine 方程 5a=1b+1c+1d \frac{5}{a} = \frac{1}{b} + \frac{1}{c} + \frac{1}{d} 是否存在正整数解 b,c,dNb,c,d \in \mathbb{N},使得每个整数 a2a \ge 2 都有解。本文给出所有 a2a \ge 2 的显式解。我们首先处理已知最简单的情况,即 ai(mod5)a \equiv i \pmod{5}i{0,2,3,4}i \in \{0,2,3,4\},给出直接分解。剩余未解决的情况是 a1(mod5)a \equiv 1 \pmod{5},即 a=5q+1a = 5q + 1q≢0(mod252)q \not\equiv 0 \pmod{252},我们给出显式分解,常以三变量多项式形式表示 qq。对于 q0(mod252)q \equiv 0 \pmod{252},我们 conjectured 一个特定多项式 p1(x,y,z)=z(x(5y1)y)x, x,y,zNp_{1}(x,y,z)=z (x (5 y-1)-y)-x,~ x,y,z \in \mathbb{N}^*,其恰好满足广义 Erd\H{o}s--Straus 方程,认为它可生成所有 252 的倍数。该猜想已通过计算验证至 5q+110105q+1 \approx 10^{10},并附录相应的 Mathematica 实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.07367,
  title  = {Almost a Complete Proof of the Generalized Erd\H{o}s-Straus Conjecture: ${5}/{a} = {1}/{b} + {1}/{c} + {1}/{d}$},
  author = {Bilal Ghermoul},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.07367},
  year   = {2025}
}