Équation diophantienne cubique à quatre variables
Bonsoir
je partage ici une méthode pour trouver des solutions à l'équation $$a^3+b^3=c^3+d^3 \quad (1) $$
parmi les solutions on cherche celles qui vérifient $$a+b=\frac{c+d}{3} \quad (2) $$
et $$a^2-ab+b^2=3(c^2-cd+d^2) \quad (3) $$
Nous avons le résultats suivant en posant $$F(x,y)=x^2-xy+y^2\quad (4)$$
on a : $$F(x,y)F(z,t)=F(xt-yz,xz+yt)\quad (5)$$
donc, avec $3=F(2,1)$, on obtient $3(c^2-cd+d^2)=F(2,1)F(c,d)=F(2d-c,2c+d)$
donc $F(a,b)=F(2d-c,2c+d)$ on peut choisir $a=2d-c $ et $b=2c+d$
avec l'équation (2), on obtient un système linéaire de 3 équations à 4 inconnues.
je partage ici une méthode pour trouver des solutions à l'équation $$a^3+b^3=c^3+d^3 \quad (1) $$
parmi les solutions on cherche celles qui vérifient $$a+b=\frac{c+d}{3} \quad (2) $$
et $$a^2-ab+b^2=3(c^2-cd+d^2) \quad (3) $$
Nous avons le résultats suivant en posant $$F(x,y)=x^2-xy+y^2\quad (4)$$
on a : $$F(x,y)F(z,t)=F(xt-yz,xz+yt)\quad (5)$$
donc, avec $3=F(2,1)$, on obtient $3(c^2-cd+d^2)=F(2,1)F(c,d)=F(2d-c,2c+d)$
donc $F(a,b)=F(2d-c,2c+d)$ on peut choisir $a=2d-c $ et $b=2c+d$
avec l'équation (2), on obtient un système linéaire de 3 équations à 4 inconnues.
Réponses
-
il semble que cela ne donne pas des solutions entères à l'équation diophantienne
-
Ni de solutions tout court ? En résolvant le système, je trouve $(a,b,c,d) = (6t,-7t,-4t,t)$ pour $t$ quelconque et $6^3+(-7)^3=-127$ alors que $(-4)^3+1^3=-63$.
-
Je reprends avec l'équation (3): $$a^2-ab+b^2=3(c^2-cd+d^2)$$
En multipliant par 4 à gauche et à droite $$4a^2-4ab+4b^2=3(4c^2-4cd+4d^2)$$
donc :$$(2a-b)^2+3b^2=(3d)^2+3(2c-d)^2$$
puis on utilise le paramétrage suivant : \begin{align}
2a-b&=(3k^2+1)t+(1-3k^2)y & (1)\\
b&=2ky & (2)\\
3d&=(1-3k^2)t+(1+3k^2)y & (3)\\
2c-d&=2kt & (4)
\end{align} En additionnant la troisième et la quatrième équation , on obtient $$2c+2d=(1+2k-3k^2)t+(1+3k^2)y \quad (5)$$
d'autre part les équations (1) et (2) donnent : $$2a+2b=(3k^2+1)t+(1+6k-3k^2)y \quad (6)$$
et comme $$a+b=\frac{c+d}{3}$$ donc $$2a+2b=\frac{2c+2d}{3}$$ donc :
$$3[(3k^2+1)t+(1+6k-3k^2)y]=(1+2k-3k^2)t+(1+3k^2)y \quad (7)$$
après simplification de cette équation, on obtient : $$(12k^2-2k+2)t=(12k^2-18k-2)y \quad (8)$$
En simplifiant par 2 : $$(6k^2-k+1)t=(6k^2-9k-1)y \quad (9)$$
En choisissant : $$t=6k^2-9k-1\quad\text{et}\quad y=6k^2-k+1$$
Par exemple : $k=1\quad$ $y=6 \quad $ $t=-4 \quad $ $b=12\quad$ $2c-d=-8 \quad$ $a=-8 \quad$ $d=\frac{32}{3}\quad$ $c=\frac{4}{3} $
ce qui donne la formule $$(-8)^3+12^3=(4/3)^3+(32/3)^3$$
en simplifiant par 4 $$(-2)^3+3^2=(1/3)^3+(8/3)^3$$
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