鄧桂林, 廖群英
(四川師范大學(xué) 數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院,四川 成都610066)
正整數(shù)n的歐拉函數(shù)φ(n)定義為序列1,2,…,n-1中與n互素的整數(shù)個(gè)數(shù)[1],關(guān)于歐拉函數(shù)的研究是數(shù)論中十分重要和有意義的課題之一.近年來(lái),人們研究了幾類歐拉函數(shù)相關(guān)的方程.呂志宏[2]用初等方法研究了方程φ(n)=2ω(n)(ω(n)為n的不同素因子的個(gè)數(shù))的可解性,并給出了全部的6 個(gè)解為n=1,3,4,10,12,30;馬靜[3]研究了方程φ(n)=2tω(n)(t∈Z+)的可解性.
文獻(xiàn)[4 -5]定義了正整數(shù)n的廣義歐拉函數(shù)φe(n)(其中e為正整數(shù))為
的可解性,并給出了e=2 時(shí)方程(1)的全部正整數(shù)解(本文定理1.1)、e∈{3,4,6}時(shí)方程(1)的部分正整數(shù)解(本文定理1.2 -1.4),以及無(wú)解的幾個(gè)充分條件.α,β,αi≥0 為整數(shù),pi為不同的奇素?cái)?shù)且
1)若αi=0(1≤i≤k),α∈{0,1}且β≥2,則方程(1)的解為n =2α·3(1+α)t+2.
2)若α∈{0,1},β =0 且存在pi≡1(mod 6),則方程(1)的解為
其中p為奇素?cái)?shù).
3)若下列條件之一成立,則方程(1)無(wú)解:
Ⅰ)α≥0,β≥2;
Ⅱ)α∈{0,1},β=1 且存在pi≡1(mod 6);
Ⅲ)α≥2,β∈{0,1}且存在pi≡1(mod 6);
Ⅳ)α≥2,β∈{0,1}且任意pi≡5(mod 6);
Ⅴ)α=0,β=1 且任意pi≡5(mod 6).
現(xiàn)設(shè)n≥3,分n的奇偶2 種情形討論.
1)若n為偶數(shù),不妨設(shè)n=2αm(2m,m≥1).若m=1,即n=2α,則φ(n)=2α-1,ω(n)=1,故由方程(2)得2α-1=2pt,由p為奇素?cái)?shù)且t∈Z+可知方程(2)無(wú)解.故m≥3,即n=2αm.不妨設(shè)
pi為不同的素?cái)?shù),則ω(n)=k+1,由引理2.4 得
陳主任以為兩家私底下早已形成同盟,將索賠的事情商量好了,說(shuō):“如果沒(méi)造成財(cái)產(chǎn)損失,我看賠錢也就沒(méi)什么必要。”
故由方程(2)得
注意到α≥1,故由方程(3)知α=1 且k=1,則
綜上,完成了定理1.1 的證明.
定理1.2 的證明e=3 時(shí),由引理2.1,可分為以下幾種情形.
于是由方程(1)及引理2.4 得
又p是奇素?cái)?shù),t∈Z+,等式兩邊奇偶性不同,矛盾.當(dāng)α=1 時(shí),類似可得方程(1)仍然無(wú)解.
綜上,完成了定理1.2 的證明.
定理1.3 的證明e=4 時(shí),由引理2.2,可分為以下幾種情形.
1)若αi=0,則n=2α(α >2),ω(n)=1,由引理2.2 及引理2.4 知
從而由方程(1)得2α-3=pt,由p是奇素?cái)?shù)且t∈Z+知等式兩邊奇偶性不同,即方程(1)無(wú)解.
2)若α∈{0,1}且存在pi≡1(mod 4).
Ⅰ)若α=0,即
由引理2.2 可知
于是由方程(1)及引理2.4 可得
注意到p、pi均為奇素?cái)?shù),故由方程(5)可知k=1或2.
由p是奇素?cái)?shù)可知等式兩邊奇偶性不同,即方程(1)無(wú)解,故α≥1,同α=0 時(shí)的證明,可知方程(1)仍無(wú)解.
Ⅱ)-Ⅴ)類似情形1)的證明,可知方程(1)無(wú)解.
綜上,完成了定理1.4 的證明.
本文基于φe(n)(e=2,3,4,6)的準(zhǔn)確計(jì)算公式,利用初等的方法和技巧,對(duì)n進(jìn)行分類討論,研究了
時(shí)的正整數(shù)解.對(duì)e∈{3,4,6}時(shí)n的其他分類情況,還有待進(jìn)一步研究.
四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2021年1期