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フェルマーの方程式に関連する指数型不定方程式の代数的・解析的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03553
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分11010:代数学関連
研究機関群馬大学

研究代表者

宮崎 隆史  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (20706725)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード指数型不定方程式 / 単数方程式 / ピライ型方程式 / Bakerの手法 / 部分空間定理 / 対数一次形式の理論 / 代数的無理数の有理近似 / 一般化されたフェルマー方程式 / ベキ剰余理論
研究開始時の研究の概要

どの二つも互いに素である整数>1の三つ組み(A,B,C)に対し、指数型方程式A^x+B^y=C^zの正の整数解の個数の評価や、特別な場合におけるその解の決定について研究を行う。まず、解の個数についてはその最良評価を得ることを目指す。具体的には『(A,B,C)=(5,3,2),(3,5,2)の場合を除いて方程式は高々二つの解しか持たない』の証明を、I.Pink氏(Debrecen大学)と共同で取り組む。次に、特別な(A,B,C)に対し方程式の解の決定を行う。特に、ピタゴラス数の様な代数関係式を満たす場合や、ベキ剰余理論の応用に適した場合に関して研究を行う。

研究成果の概要

1より大の互いに素な自然数A,B,Cに対して、純指数型方程式A^x+B^y=C^zの自然数解(x,y,z)の個数の一般的な評価について研究を行い、いくつかの成果を得た。初年度には、{A,B}={3,5},C=2の場合を除いて、方程式は一般に高々二つの解しか持たないことを証明した。これは一般的な最良評価である。残りの年度で、解をちょうど二つ持つ場合を決定する問題を、特にCの値を固定するときに、考察した。この方向では、以前までに知られていたのはR. Scott氏によるC=2の場合に決定する結果(1993年)だけであったが、Cが2を含む様な無限個の値を取る場合について、予想を証明する事が出来た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現れる素因数の種類が始めから有限個に限定されている整数たちの間に成り立つ線形関係式は、整数論においてよく現れ、単数方程式と称される。本研究では、最も単純な単数方程式のいくつかを考察し、その解の個数の最良評価の研究に従事した。得られた研究成果は、「単数方程式は一般に解を持たない」という非常に重要な命題を支持するのものである。特に、1より大のどの二つも互いに素な自然数a,b,cに対し、方程式a^x+b^y=c^zの自然数解は、(a,b,c)=(3,5,2), (5,3,2)の場合を除いて、高々二つであることを証明して、この方程式の解の個数の最良評価を確立した。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件)

  • [国際共同研究] University of Debrecen/Institute of Mathematics(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Debrecen/Institute of Mathematics(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Debrecen/Institute of Mathematics(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Number of solutions to a special type of unit equations in two unknowns2024

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki, Istvan Pink
    • 雑誌名

      American Journal of Mathematics

      巻: 146 号: 2 ページ: 295-369

    • DOI

      10.1353/ajm.2024.a923236

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Number of solutions to a special type of unit equations in two unknowns, II2024

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki, Istvan Pink
    • 雑誌名

      Research in Number Theory

      巻: 10 号: 2

    • DOI

      10.1007/s40993-024-00524-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A purely exponential Diophantine equation in three unknowns2021

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Takafumi、Sudo Masaki、Terai Nobuhiro
    • 雑誌名

      Periodica Mathematica Hungarica

      巻: 84 号: 2 ページ: 287-298

    • DOI

      10.1007/s10998-021-00405-x

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Number of solutions to a special type of unit equations in two unknowns III2024

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki, Istvan Pink
    • 学会等名
      Diophantine Analysis and Related Fields 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Number of solutions to a special type of Pillai’s equation2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki
    • 学会等名
      25th Central European Number Theory Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Number of solutions to a special type of Pillai’s equation2023

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki
    • 学会等名
      解析的整数論とその周辺(2023年度RIMS共同研究(公開型))
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Number of solutions to a special type of unit equations in two unknowns II2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki
    • 学会等名
      Number Theory Conference 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Number of solutions to a special type of unit equations in two unknowns II2022

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki
    • 学会等名
      NUMBER THEORY SEMINAR (Number Theory Research Group University of Debrecen)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 純指数型不定方程式a^x+b^y=c^zの解の個数について2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎 隆史
    • 学会等名
      日本数学会2021年度秋季総合分科会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 三変数の純指数型不定方程式に関するScottの定理について2021

    • 著者名/発表者名
      宮崎 隆史
    • 学会等名
      2021大分整数論研究集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Number of solutions to some purely exponential Diophantine equation in three unknowns2021

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Miyazaki
    • 学会等名
      2021年度RIMS共同研究 (公開型) 解析的整数論とその周辺
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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