類似於費馬的猜想的猜想?

是否存在√a+√b=√c?其中a、b和c均為整數,且為2,3,5,6,7,10,11,13,14等不可以寫成D√E(D,E均為整數,如2√2,3√2,3√3等這類數)形式的任意整數?即被開方數是整數,且不能直接被開方成自然數,也不能寫成「常數乘以根號」的形式,怎麼證明?同理,三次方根時是否存在呢?


題主所說的這類整數叫作square-free integers,即該數的質因數分解中任意質因數的冪次只能是1次。


二次根式的情況:

兩邊平方得 c=a+b+2sqrt{ab}

所以 sqrt{ab} 是有理數,進而必然是整數(若不然,則ab不是整數,矛盾),於是ab是完全平方數,也就是說,ab的質因數分解中任意質因數的冪次都是偶數次(那麼就至少是2次)

因為a、b均為square-free,對於a的任意質因數p,b中一定也要出現,否則p在ab的質因數分解中不會出現2次,反之亦然;於是我們知道a=b,進而c=4a=4b,與c是square-free矛盾。


三次根式的情況,需要先定義cube-free integers(同上,質因數的冪次只能是1次或2次),然後類似的:

兩邊三次方得 a+3sqrt[3]{a^2b}+3sqrt[3]{ab^2}+b=c

於是 sqrt[3]{a^2b}+sqrt[3]{ab^2} 是有理數,進而

sqrt[3]{a^4b^2}-ab+sqrt[3]{a^2b^4}=asqrt[3]{ab^2}+bsqrt[3]{a^2b}-ab 也是有理數(由立方差公式)

此時,若a=b,則同上,c=8a=8b,矛盾;若a不等於b,則可以得出 sqrt[3]{a^2b}sqrt[3]{ab^2} 均為有理數,進而均為整數,進而由a和b為cube-free得出a=b(對於a的任意質因數p,若p的冪次為1次,則p在b中出現且p的冪次也為1次,若p的冪次為2次,則p在b中出現且p的冪次也為2次;反之亦然),矛盾。


我猜測從域論的角度出發應該有更General的證明,可以解決p次根式的情況(p為素數),或者是多於2個這樣的數相加的情況……


sqrt[p]{a}+sqrt[p]{b}=sqrt[p]{c} 不妨設a,b,c兩兩互素。

x=sqrt[p]{a/b}x^p=a/b=alpha,(x+1)^p=c/b=eta

如果 a/b
otin mathbb{Q}^{	imes p}x^p-alphamathbb{Q}[x] 中不可約,因此是 x 的極小多項式,同理 (x+1)^p-eta 也是,這不可能,因此 xinmathbb{Q}


對於一般的n,x的極小多項式為 x^m-t_1 ,x+1的極小多項式為 (x+1)^k-t_2

而二者的次數相同,因此二者必須相等,這不可能。


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