无穷递降法

✍ dations ◷ 2025-09-13 16:54:59 #数学推理,数学术语,丢番图方程

无穷递降法,又名无穷递减法,是数学中证明方程无解的一种方法。

证明下列方程无正整数解:

证明:

假设该方程有正整数解。

a 1 , b 1 , s 1 , t 1 {\displaystyle a_{1},b_{1},s_{1},t_{1}} 为最小的解。即

显然, a 1 {\displaystyle a_{1}} b 1 {\displaystyle b_{1}} 都必须能被3整除。设

我们得到

这是更小的解,与 a 1 , b 1 , s 1 , t 1 {\displaystyle a_{1},b_{1},s_{1},t_{1}} 的最小性相矛盾。所以,原方程无正整数解。

假设 2 {\displaystyle {\sqrt {2}}} 是有理数,即 p 2 = 2 q 2 {\displaystyle p^{2}=2q^{2}} 有正整数解。
( p , q ) {\displaystyle (p,q)} 是此方程的最小解
易知 p {\displaystyle p} 是偶数,从得 q {\displaystyle q} 是偶数
( p / 2 , q / 2 ) < ( p , q ) {\displaystyle (p/2,q/2)<(p,q)}
( p , q ) {\displaystyle (p,q)} 是此方程的最小解矛盾,故无正整数解
⇒从得 2 {\displaystyle {\sqrt {2}}} 是无理数

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