問題14846(友人問)
xとyは互いに素な正整数で、xy≠1とし、nは正の偶数とする。
このとき、x+y は x^n+y^n の約数ではないことを証明せよ。
解答
・わたしの...
x<y とする...
x(x+y)<x^2+y^2<y(x+y)
x<(x^2+y^2)/(x+y)<y
(x^2+y^2)=(x+k)(x+y)=(y-t)(x+y)
x+k=y-t
y-x=k+t
(x+y)(x+y+k-t)=(x+y)^2+(k-t)(x+y)=2(x+y)^2
x+y+k-t=2(x+y)
k-t=x+y
so...
y=k,x=-t
これは矛盾...
同様に...
x^4+y^4 は x^2+y^2 で割れない...
つまり...x^4+y^4=(x^2+y^2)*g(x) で表せない...
x^2+y^2がx+yを因子として持っていれば...x^4+y^4もx+yを因子に持てるが、
それは無理...
その繰り返しで...x^(2m)+y^(2m)はx^(2m-2)+y^(2m-2)で割れず...
x^(2m-2)+y^(2m-2)はx^(2m^4)+y^(2m-4)で割れず...
...x^4+x^4はx^2+y^2で割れず...
x^2+y^2はx+yで割れない...
何かどこかがおかしあるか...^^;...?
↑
滅茶苦茶でごじゃりましたわ ^^;;...Orz...
↓
・鍵コメT様からのもの Orz〜
・「(x+y)^2+(k-t)(x+y)=2(x+y)^2」はどこから来たのかわかりません.
*見直してみると...本当に出鱈目でしたわ...^^;
・「x^4+y^4がx^2+y^2で割り切れず,x^2+y^2がx+yで割り切れない」
が言えたとして,それはx^4+y^4がx+yで割り切れない根拠にはなりません.
(AはBで割り切れず,BはCで割り切れないとしても,
AがCで割り切れないとは言えません.(例)A=9,B=4,C=3.)
・x^2+y^2がx+yで割り切れないことが言えれば,
同様にして(x^2)^2+(y^2)^2がx^2+y^2で割り切れないことが言えますが,
「x^6+y^6がx^4+y^4で割り切れないこと」は,同様には示せないと思います.
*ですよね ^^;;
自分でもおかしい気がしたのですが...いいような気もしたもので...なはっ ^^;;;
x+yとxyが共通素因数pをもつとすれば,x,yの一方はpの倍数であり,
x+yもpの倍数だから,x,yはともにpの倍数となる.
これは,x,yが互いに素であることに反するから,x+yとxyは互いに素.…[*]
kは負でない整数として,
x^(k+2)+y^(k+2)=(x^(k+1)+y^(k+1))(x+y)-xy(x^k+y^k)だから,
x^(k+2)+y^(k+2)がx+yで割り切れるのは,
xy(x^k+y^k)がx+yで割り切れるときに限り,
[*]よりx^k+y^kがx+yで割り切れるときに限る.
よって,「x^k+y^kがx+yで割り切れないとき,
x^(k+2)+y^(k+2)もx+yで割り切れない.」…[**]
xy≠1よりx+y>2だから,x^0+y^0(=2)はx+yで割り切れず,
[**]を繰り返し用いて,nが正の偶数のとき,x^n+y^nはx+yで割り切れない.
*流れるような気持ちよい解法ですぅ〜^^♪