Autor Tema: Soluciones racionales de una ecuación cúbica

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07 Julio, 2023, 07:57 am
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marek

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¿Existen números racionales tales \( a \neq 2 ,  a \neq -1 \)  que \( \frac{a^3-8}{a} = b^2  \)?

07 Julio, 2023, 11:28 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

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Hola

¿Existen números racionales tales \( a \neq 2 ,  a \neq -1 \)  que \( \frac{a^3-8}{a} = b^2  \)?

Tomando \( p=a/2 \) y \( q=b/2 \) la ecuación queda:

\( p^3-1=q^2p \)

Si tomas \( p=p_1/p_2 \) y \( q=q_1/q_2 \) con \( mcd(p_1,p_2)=mcd(q_1,q_2)=1 \) queda:

\( p_1^3-p_2^3=\dfrac{q_1^2}{q_2^2}p_1p_2^2 \)

Como \( mcd(p_1,p_2)=mcd(q_1,q_2)=1 \) necesariamente \( p_1p_2^2=\pm q_2^2 \) (en otro caso habría un factor primo \( p \) de \( p_1 \) ó \( p_2 \) que dividiría a dos de los tres término de la ecuación y por tanto a los tres, contradiciendo la coprimalidad indicada.

Se deduce que \( p_1 \) es un cuadrado perfecto salvo signo y tomando \( p_1=\pm x^2 \), \( p_2=y \), \( q_1=z \) queda:

\( \pm x^6-y^3=z^2 \)

con \( x,y,z \) enteros coprimos.

Esta ecuación se llama la ecuación de Fermat generalizada, caso Euclídeo (porque los exponentes cumplen \( 1/6+1/3+1/2=1 \)). Está demostrado que sus únicas soluciones (no nulas y coprimas) son:

\( (x,y,z)=(\pm 1,2,3) \) para \( x^6-y^3=z^2 \)

Puedes leer sobre esto aquí:

https://iminchen.org/wp-content/uploads/2021/02/BeChDaYa.pdf

https://math.stackexchange.com/questions/3502645/no-positive-integer-solution-for-x2-y3-z6

Saludos.

07 Julio, 2023, 03:19 pm
Respuesta #2

marek

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Hola

¿Existen números racionales tales \( a \neq 2 ,  a \neq -1 \)  que \( \frac{a^3-8}{a} = b^2  \)?

Tomando \( p=a/2 \) y \( q=b/2 \) la ecuación queda:

\( p^3-1=q^2p \)

Si tomas \( p=p_1/p_2 \) y \( q=q_1/q_2 \) con \( mcd(p_1,p_2)=mcd(q_1,q_2)=1 \) queda:

\( p_1^3-p_2^3=\dfrac{q_1^2}{q_2^2}p_1p_2^2 \)

Como \( mcd(p_1,p_2)=mcd(q_1,q_2)=1 \) necesariamente \( p_1p_2^2=\pm q_2^2 \) (en otro caso habría un factor primo \( p \) de \( p_1 \) ó \( p_2 \) que dividiría a dos de los tres término de la ecuación y por tanto a los tres, contradiciendo la coprimalidad indicada.

Se deduce que \( p_1 \) es un cuadrado perfecto salvo signo y tomando \( p_1=\pm x^2 \), \( p_2=y \), \( q_1=z \) queda:

\( \pm x^6-y^3=z^2 \)

con \( x,y,z \) enteros coprimos.

Esta ecuación se llama la ecuación de Fermat generalizada, caso Euclídeo (porque los exponentes cumplen \( 1/6+1/3+1/2=1 \)). Está demostrado que sus únicas soluciones (no nulas y coprimas) son:

\( (x,y,z)=(\pm 1,2,3) \) para \( x^6-y^3=z^2 \)

Puedes leer sobre esto aquí:

https://iminchen.org/wp-content/uploads/2021/02/BeChDaYa.pdf

https://math.stackexchange.com/questions/3502645/no-positive-integer-solution-for-x2-y3-z6

Saludos.
Le estoy sumamente agradecido por su ayuda.