Équation $a^4+b^2=4+c^3$
dans Arithmétique
Bonjour,
En flânant, je suis tombé sur cette question posée (il y a plus de trois ans) sur MathOverflow et restée sans réponse. Connaissant le niveau de beaucoup d'intervenants sur MO, je tiens à avouer tout de suite que je n'espère pas vraiment trouver une solution au problème :-)
Malgré mon anglais catastrophique, il me semble avoir compris que l'auteur de la question n'a (en particulier) pas réussi à trouver de solution à l'équation diophantienne $x^4+y^4-z^3=4$. Je me suis demandé si l'on pouvait déjà trouver des solutions à celle-ci :
Bon, évacuons tout de suite les solutions "triviales" $(a,b,c)$ du type $(t^3,2,t^4)$, $t\in\mathbb{Z}$ et imposons à $b$ d'être supérieur ou égal à $3$. Le casse-tête suivant ne pose pas énormément de difficultés (avis aux amateurs) :
Exercice : montrer que $(\star)$ possède une infinité de solutions non triviales.
$\hookrightarrow$ En revanche, pour l'instant, je sèche sur cette question : $(\star)$ possède-t-elle une infinité de solutions avec $b$ impair ?
J'ai fait un programme qui m'a fourni la liste des quelques solutions vérifiant $c\leqslant30\,000$ :
$(44,349,157)\\
(22,3995,253)\\
(68,4911,357)\\
(22,239165,3853)\\
(206,249109,3997)\\
(410,206765,4141)\\
(342,354107,5181)\\
(466,1188067,11341)$
Tout coup de pouce sera le bienvenu.
En flânant, je suis tombé sur cette question posée (il y a plus de trois ans) sur MathOverflow et restée sans réponse. Connaissant le niveau de beaucoup d'intervenants sur MO, je tiens à avouer tout de suite que je n'espère pas vraiment trouver une solution au problème :-)
Malgré mon anglais catastrophique, il me semble avoir compris que l'auteur de la question n'a (en particulier) pas réussi à trouver de solution à l'équation diophantienne $x^4+y^4-z^3=4$. Je me suis demandé si l'on pouvait déjà trouver des solutions à celle-ci :
$a^4+b^2=4+c^3$ $\;\;(\star)$
Bon, évacuons tout de suite les solutions "triviales" $(a,b,c)$ du type $(t^3,2,t^4)$, $t\in\mathbb{Z}$ et imposons à $b$ d'être supérieur ou égal à $3$. Le casse-tête suivant ne pose pas énormément de difficultés (avis aux amateurs) :
Exercice : montrer que $(\star)$ possède une infinité de solutions non triviales.
$\hookrightarrow$ En revanche, pour l'instant, je sèche sur cette question : $(\star)$ possède-t-elle une infinité de solutions avec $b$ impair ?
J'ai fait un programme qui m'a fourni la liste des quelques solutions vérifiant $c\leqslant30\,000$ :
$(44,349,157)\\
(22,3995,253)\\
(68,4911,357)\\
(22,239165,3853)\\
(206,249109,3997)\\
(410,206765,4141)\\
(342,354107,5181)\\
(466,1188067,11341)$
Tout coup de pouce sera le bienvenu.
Réponses
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Pour ceux qui ont réfléchi à l'exercice précédent (et pour inciter ceux qui ne l'ont pas fait à le faire :-)), voici à titre d'indication la liste des solutions de $(\star)$ pour $x\leqslant30\,000$, sans se limiter aux cas où $b$ est impair.
$(4,62,16)\\
(9,52,21)\\
(16,274,52)\\
(44,349,157)\\
(22,3995,253)\\
(68,4911,357)\\
(65,12748,565)\\
(52,24898,856)\\
(59,30528,981)\\
(32,79694,1852)\\
(108,155086,2892)\\
(22,239165,3853)\\
(206,249109,3997)\\
(32,262142,4096)\\
(481,124272,4101)\\
(410,206765,4141)\\
(552,201854,5112)\\
(342,354107,5181)\\
(466,1188067,11341)\\
(1395,2584114,21873)\\
(823,3962202,25281)\\
(1553,3215742,25281)\\
(1000,4482034,27628)\\$
Un de ces triplets se révèle particulièrement intéressant ;-) -
Si il y a une infinité de solutions, notamment avec $C$ impair, il y aurait plus ou moins, autant de solutions avec $a$ ou $b$ impair...Rien ne permet de penser que le nombre de solutions avec $b$ impair serait fini....
Déjà dans l'exemple indiqué, c'est ce qui se passe....7 solutions avec $a$ impair et 8 avec $b$...
Il y a même une solution où $4+c^3$ est un nombre premier.
Est ce que dans tes tests il y a des solutions avec $c\equiv{9}[30]$ ou $19 [30]$ ; car $c\equiv{29}[30] + 4$ serait multiple de 3....donc non premier, idem pour $c$ se terminant par 1.
Les solutions semblent être aléatoires.... -
LEG a écrit:Rien ne permet de penser que le nombre de solutions avec $b$ impair serait fini....
Pour l'instant, rien ne me permet de penser le contraire non plus...LEG a écrit:Les solutions semblent aléatoires
Je ne sais pas très bien ce que tu veux dire... En tout cas, une des solutions avec $b$ pair interpelle : on peut en construire une infinité d'autres du même type. -
$(2^{3\ell+2}, 2^{12\ell+6}-2,2^{8\ell+4})$ ;-)
-
@uvdose
à ta première réponse , bien sur que rien ne permet penser pour l'une ou l'autre...
Quand à ma supposition "d'aléatoire " ; ton programme l'indique pour l'instant...("je ne parle pas de construire une solution en repartant d'une solution avec b pair....")
il semblerait d'ailleurs, au vu de tes premières solutions que C soit d'une certaine forme...par exemple existe t'il $C\equiv{11;17;23\ et\ 29} [30] + 4$ donc non multiple de 3...
bonne journée. -
Si $b$ est impair,
$(0,\pm 1,5)$ ou $(0,\pm 3,-3)$ modulo $(2,8,16)$
Bof... -
Oui, je n'ai guère été plus loin.
-
Au hasard de recherche d'exos, j'ai touvé une étude sur a^2+b^3 =c^4
http://www.apmep.fr/Les-problemes-de-l-APMEP,5571
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Bonjour!
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