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关于Erdős与Graham的一个丢番图方程

数论 2021-02-11 v1

摘要

我们研究丢番图方程 \begin{equation*} \frac{n}{2^{n}}=\sum_{i=1}^{k}\frac{a_{i}}{2^{a_{i}}}, \end{equation*} 在满足条件 k2k\geq 2 且对 i=1,,k1i=1,\ldots,k-1ai<ai+1a_{i}<a_{i+1} 的整数 n,k,a1,,akn, k, a_{1},\ldots, a_{k} 中的可解性。上述(多项式-指数型)丢番图方程在 Erd\H{o}s 与 Graham 的专著中被提及,其中提出了若干问题。其中部分问题已由 Borwein 与 Loring 解答。我们拓展了他们的工作并研究了 Erd\H{o}s 与 Graham 方程的其他方面。首先,我们得到了仅以 kk 表示的 aka_{k} 的上界。这意味着,在固定 kk 时我们的方程在 n,a1,,akn, a_{1},\ldots, a_{k} 中仅有有限多个解。此外,我们构造了一个无限集 K\cal{K},使得对每个 kKk\in\cal{K},所考虑的方程至少有五个解。作为我们发现的应用,我们枚举了 k8k\leq 8 时方程的所有解。进而,通过应用贪心算法,我们拓展了 Borwein 与 Loring 的计算,并验证了对每个 n104n\leq 10^4,存在一个 kk 值使得所考虑的方程在整数 n+1=a1<a2<<akn+1=a_{1}<a_{2}<\ldots <a_{k} 中有解。基于我们的数值计算,我们提出了一些进一步的问题与猜想。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.01501,
  title  = {On a Diophantine equation of Erd\H{o}s and Graham},
  author = {Szabolcs Tengely and Maciej Ulas and Jakub Zygadło},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01501},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, to appear in the Journal of Number Theory