杜先存,孫 菊,李 薇
(紅河學院 教師教育學院,云南 蒙自 661199)
橢圓曲線的整數(shù)點問題一直都是一個基本而又重要的問題。對橢圓曲線
整數(shù)點研究,目前已有一些結果,主要集中在b=1,2,8,32,64,128上[1-12]。本文對a=8 的情形進行研究,得出了如下定理:
定理若n≡5(mod8)為奇素數(shù),則橢圓曲線
至多有1 個正整數(shù)點。
引理1[13]若D是一個非平方的正整數(shù),則丟番圖方程x2-Dy4=1至多有1 組正整數(shù)解。
證明因為n為奇素數(shù),由(1)式知,設y=29nz,z∈Z,將其代入(1)得
由gcd(x,x2+8)=gcd(x,8)=1或2 或4 或8,可以將(2)式分解為以下4 種情況(k=1,2,4,8):
(Ⅰ)x=ka2,x2+8=29nkb2,z=kab,gcd(a,b)=1,a,b∈Z+;
(Ⅱ)x=29ka2,x2+8=nkb2,z=kab,gcd(a,b)=1,a,b∈Z+;
(Ⅲ)x=nka2,x2+8=29kb2,z=kab,gcd(a,b)=1,a,b∈Z+;
(Ⅳ)x=29kna2,x2+8=kb2,z=kab,gcd(a,b)=1,a,b∈Z+。
其中,k=1,2,4,8。
下面對這4 種情況依次進行討論:
情形Ⅰx2+8=29nkb2兩邊同時取模n,得
又n≡5(mod8)為奇素數(shù),故Legendre 符號值
因此(3)式不成立,所以該情形不成立,即橢圓曲線(1)無正整數(shù)點。
情形Ⅱx2+8=nkb2兩邊同時取模n,得
仿情形Ⅰ的證明知,該情形不成立,即橢圓曲線(1)無正整數(shù)點。
情形Ⅲx2+8=29kb2兩邊同時取模29,得
因為Legendre 符號值
因此(4)式不成立,所以該情形不成立,即橢圓曲線(1)無正整數(shù)點。
情形Ⅳ分為4 種情況。
(1)當k=1時,有x=29na2,x2+8=b2,將x=29na2代入x2+8=b2,得
兩邊同時取模n,得
又n≡5(mod8)為奇素數(shù),故Legendre 符號值
因此(5)式不成立,所以當k=1 時,情形Ⅳ不成立,即橢圓曲線(1)無正整數(shù)點。
(2)k=2時,有x=58na2,x2+8=2b2,將x=58na2代入x2+8=2b2,得
由(6)式知b為偶數(shù),設b=2c,c∈Z,得1682n2a4+4=4c,即
因gcd(a,b)=1,則a為奇數(shù)。又n≡5(mod8)為奇素數(shù),故(7)式左邊為奇數(shù),右邊為偶數(shù)。所以當k=2時,情形Ⅳ不成立,即橢圓曲線(1)無正整數(shù)點。
(3)k=4時,有x=116na2,x2+8=4b2,將x=116na2代入x2+8=4b2,得
兩邊同時取模n,得
又n≡5(mod8)為奇素數(shù),Legendre 符號值
因此(8)式不成立。所以當k=4時,情形Ⅳ不成立,即橢圓曲線(1)無正整數(shù)點。
(4)k=8時,有x=232na2,x2+8=8b2,將x=232na2代入x2+8=8b2,得
即
由引理1 知方程(9)至多有兩組正整數(shù)解,因此k=8時橢圓曲線(1)至多有1 個正整數(shù)點。
綜上,橢圓曲線(1)至多有1 個正整數(shù)點。