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Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 6 feb 2023, 16:03
da MarcoD

Ho iniziato a tracciare per punti i valori di somma e prodotto in uno spazio a tre dimensioni in assonometria, ma è difficile e non viene bene, smetto.

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 6 feb 2023, 16:23
da boiler
Stiamo andando in una direzione che forse è quella alla quale stavo pensando anch'io. Forse. Dopo dovuta ponderazione. Avendo valutato i pro e i contro. Magari :mrgreen:

Quello a cui stavo pensando io è che la parte sinistra dell'equazione, se fossimo in \mathbb{R}^3, sarebbe quella di un piano ortogonale (si dice così?) al vettore tra origine e il punto (a,b,c).
Essendo nei numeri naturali, parliamo di un sottoinsieme di punti che però giacciono tutti su questo piano.

L'altra metà dell'equazione è una specie di iperbole in tre dimensioni (iperboloide? :mrgreen: ).
Per dimostrare l'esistenza e l'unicità della soluzione, bisognerebbe mostrare che il punto di sella di questa curva giace sul piano di cui sopra.

Ammesso che sia la strada giusta, lo trovo già non evidente in \mathbb{R}^3, in \mathbb{N}^3 non saprei da parte cominciare #-o

OK, mi rimetto al giudizio e castigo di Foto UtentePietroBaima :-"

Boiler

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 6 feb 2023, 16:26
da PietroBaima
L'idea è giusta, ma ho come l'impressione vi stiate complicando la vita.
Per proseguire bisogna analizzare i punti di sella, massimo e minimo della funzione e vedere quali appartengono ai naturali.

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 6 feb 2023, 16:40
da PietroBaima
Dimostrate prima che a b c sono diversi fra loro.

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 6 feb 2023, 18:15
da Max2433BO
Carissimo Foto UtentePietroBaima, nella mia somma ignoranza matematica io riesco a rispondere solo a questo quesito:

PietroBaima ha scritto:(...)
"Quanto reputate difficile il seguente problema matematico?"
(...)


'na cifra!!!! :mrgreen:

Per come la vedo io, con il mio modo di pensare un po' border line, è come voler dimostrare che il volume di un parallelepipedo è uguale alla somma dei suoi spigoli.

PietroBaima ha scritto:Dimostrate prima che a b c sono diversi fra loro.


Questa, forse (ho scritto forse, non picchiatemi se scriverò una porcheria :oops: ), ce la faccio anch'io a dimostrarlo:

supponendo

a = b = c

potremmo scrivere

a \cdot a \cdot a = a +a +a

ossia

a^3 = 3a

quindi, dividendo entrambi i membri per a (hai detto che a, b e c non sono nulli)

a^2 = 3

a = \sqrt 3

ma avendo detto che a, b e c sono interi, allora devono essere diversi...

Comunque seguo sperando che la soluzione finale sia alla portata delle mie scarse risorse.

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 6 feb 2023, 19:51
da gekofive
@ Max
La dimostrazione non è quella richiesta.
Ci provo io.

Ammettiamo che esistano due interi tali che
a\cdot a\cdot b = a+a+b

a^2 b = 2a+b

b=\frac{2a}{a^2-1}

per a=1, b non esiste

per a=2, b=\frac{4}{3} che non è intero

per a=3, b=\frac{3}{4} che non è intero e minore di uno

Se adesso deriviamo \frac{2a}{a^2-1} rispetto ad a, otteniamo -\frac{2}{a^2-1} che per a>1 è sempre negativo. quindi per a>2, b sarà sempre minore di uno, quindi non intero. L'ipotesi iniziale è sbagliata e quindi deve essere a\neq b \neq c

Può andare?

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 7 feb 2023, 10:31
da PietroBaima
Max2433BO ha scritto:'na cifra!!!! :mrgreen:


:D

Max2433BO ha scritto:ma avendo detto che a, b e c sono interi, allora devono essere diversi...

quasi giusto.

Dico quasi perché così dimostri un sottocaso del fatto che a b c debbano essere diversi fra loro, cioè dimostri che non possono essere tutti e tre uguali, ma lasci aperto il caso in cui possano essere uguali due di loro.
Comunque l'idea è giusta.

Dovresti dimostrare che due di loro non possono essere uguali, perché facendo così dimostri automaticamente che non possono essere tutti e tre uguali.

Quando mi hanno posto il quesito la prima cosa che ho pensato è stata: vediamo se ci sono due soluzioni uguali cosa capita. :D

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 7 feb 2023, 10:32
da PietroBaima
gekofive ha scritto:Se adesso deriviamo \frac{2a}{a^2-1} rispetto ad a, otteniamo -\frac{2}{a^2-1} che per a>1 è sempre negativo.

Controlla la derivata

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 7 feb 2023, 14:59
da gekofive
PietroBaima ha scritto:Controlla la derivata


Ok, l'ho cannata (era meglio se usavo WA). Comunque la dimostrazione non cambia.

Se adesso deriviamo \frac{2a}{a^2-1} rispetto ad a, otteniamo -\frac{2(a^2+1)}{(a^2-1)^2} che è sempre negativo per qualsiasi a \neq 0.

Va bene la dimostrazione?

Re: Equazione diofantea

MessaggioInviato: 7 feb 2023, 16:07
da gekofive
Ci provo.
Definiamo il prodotto
P_n=a\cdot b\cdot n
e la somma
S_n=a+ b+ n
Ora, incrementando n si arriva a
P_{n+1}=P_n\frac{n+1}{n}
mentre per la somma si ha
S_{n+1}=S_n\frac{S_n+1}{S_n}
Dato che S_n>n per qualsiasi n, allora \frac{S_n+1}{S_n}<\frac{n+1}{n} per qualsiasi n, quindi se P_n=S_n per un certo n, allora non potrà più esserlo per nessun altro n.
Abbiamo anche stabilito che al crescere di n, il prodotto sale sempre più velocemente della somma. Pertanto, se per un dato n abbiamo P_n>S_n, allora non sarà P_n=S_n per nessun n successivo. Dato che sappiamo che 1\times 2\times 3 = 1 +2 +3 e che non esistono combinazioni con prodotto e somma inferiori, quella è l'unica soluzione.