一类 Brahraagupta-Fennat-Pell 方程 x2 - dy2 = ± 1

This paper corresponds to the written versions of many lectures at several locations including the most recent one at Weinan Teachers University on June 8, 2011. I would like to thank Professor Hailong Li for inviting me to publish this in the journal of his university. I wish also to express my deep gratitude to my friend Shigeru Kanemitsu, thanks to whom I could visit Weinan Teachers University, and who also came up with a written version of these notes. The topic is centered around the equation x2 - dy2 = ＋ 1 , which is important because it produces the （infinitely many） units of real quadratic fields. This equation, where the unknowns x and y are positive integers while d is a fixed positive integer which is not a square, has been mistakenly called with the name of Pell by Euler. It was investigated by Indian mathematicians since Brahmagupta （628） who solved the case d = 92, then by Bhaskara Ⅱ （1150） for d = 61 and Narayana （during the 14-th Century） for d = 103. The smallest solution of x2 - dy2 = 1 for these values of d are respectively 1 1512-92· 1202 = 1, 1 766 319 0492-61 -226 153 9802 = 1 and 227 5282 - 103 · 22 4192 = 1, and hence they could not have been found by a brute force search! After a short introduction to this long story of Pell＇s equation, we explain its connection with Diophantine approximation and continued fractions （ which have close connection with the structure of real quadratic fields）, and we conclude by saying a few words on more recent developments of the subject in terms of varieties. Finally we mention applications of continued fraction expansion to electrical circuits.     

关于Diophantine方程（2n-1）（（6k）n-1）=x2

设k是正整数.利用Pell方程的基本性质证明了方程(2n-1)((6k)n-1)=x2无正整教解(n,x).     

关于Diophantine方程x^2—1=y^2（z^2-1）

给出了方程x^2-1=y^2(z^2-1)的全部正整数解．     

关于三次Diophantine方程x~3-1=3py~2

设p是适合p≡1(mod 6)的奇素数.本文运用Pell方程的基本性质证明了:如果p=3r2-2或者3p=r2+2,其中r是正整数,则方程x3-1=3py2无正整数解(x,y).根据上述结果可知:当p<100时,该方程仅当p=37时有正整数解(x,y).     

关于Diophantine方程x3±8=Dy2

证明了当D为奇素数,且D=3(8k+5)(8k+6)+1,其中k是非负整数,则方程x3+8=Dy2无正整数解;当D为奇素数,且D=3(4k++3)(4k+4)+1,则方程矿x3+8=Dy2无正整数解.     

关于Pell方程x2-2y2=-1和y2-pqz2=4的公解

对于Pell方程组x2-2y2=-1和y2-pqz2=4（p,q为两个不同素数）,证明了：当pq≡2（mod4）或pq≡3（mod4）时,方程组无解.并讨论了当pq≡1（mod4）时方程组解的情况.     

关于Pell方程组x2-7y2=2,32y2-z2=23的解

利用Gel'found-Baker方法以及丢番图逼近的有关理论,证明了Pell方程组x～2-7y～2=2,32y～2-z～2=23仅有正整数解(x,y,z)=(3,1,3),(717,271,1533).     

关于指数Diophantine方程x+…+xm=yn

利用Pell方程和二项Thue方程的性质证明了：方程x＋…＋x^m=y^n仅有正整数解（m,n,x,y）=（1,r,s^r,s）,（r,1,s,s＋…＋s^r）和（s^r,r,1,s）,其中r和s是任意正整数.     

关于Diophantine方程x3±23m=3Dy2

设m是正整数,D是无平方因子正整数.本文证明了:当m>1时,如果D不能被3或6k 1之形素数整除,则方程x3±23m=3Dy2没有适合gcd(x,y)=1的正整数解(x,y).     

关于Diophantine方程(x2)-1=qn-1/q-1

设q=p＇，其中p是素数，r是正整数．本文证明了：当p〈100时，如果p≠2，13，17，19，43，47，53，59，67，83或89，则方程（x2）-1=（q^n-1）/（q-1）没有正整数解（x，n）．     

关于Diophantine方程x3-1=Dyn

设D是无平方因子正整数.本文证明了:当D不能被形如6k 1之形素数整除时,方程,-1=Dyn仅当D=17时有正整数解(x,y,n)=(18,7,3)适合n＞2.     

关于Pell方程x~2-Dy~2=±1的通解公式

获得了 Pell方程 x2 - Dy2 =± 1的简洁递推关系及其通解公式 ,得到了方程 x(x 1 ) =2 y2的解集公式     

关于Diophantine方程ax(x+1)…(x+z)=y(y+1)…(y+z)

设a是大于1的正整数。本文运用Pell方程的基本性质证明：当a是平方数时,方程ax（x＋1）…（x＋z）=y（y＋1）…（y＋z）仅有有限多组正整数解（x,y,z）适合y-x=2;当a是非平方数时,该方程有无穷多组正整数解（x,y,z）适合y-x=2。     

关于Diophantine方程x3+1=3py2

设 p是奇素数,证明了:当 p=12r2+ 1,其中 r是正整数,则方程 x3+ 1=3py2无正整数解 (x,y).     

关于不定方程51x~4-103x~2y~2+51y~4=-1的整数解

利用Pell方程及同余的性质证明了不定方程51x4-103x2y2+51y4=-1仅有整数解(|x|,|y|)=(1,1).     

关于Pell方程qx2-（qn±6）y2=±1（q是素数）

运用Legendre符号和同余的性质给出了形如qx2-（qn±6）y2=±1（q是素数）型Pell方程无正整数解的4个结论.这些结论对研究狭义Pell方程x2-Dy2=±1（D是非平方的正整数）起了重要作用.     

关于Diophantine方程x^3±8=Dy^2

证明了当D为奇素数,且D=3（8k＋5）（8k＋6）＋1,其中k是非负整数,则方程x^3＋8=Dy^2无正整数解;当D为奇素数,且D=3（4k＋3）（4k＋4）＋1,则方程x^3＋8=Dy^2无正整数解。     

关于Pell方程Ax~2-(A±1)y~2=1(A∈Z~+,A≥2)

应用连分数的相关知识得出了形如Ax2-(A-1)y2=1(A∈Z+,A≥2)型Pell方程解的一个结果,清晰地表述了形如Ax2-(A-1)y2=1(A∈Z+,A≥2)型Pell方程的整数解的解集,同时得出形如Ax2-(A+1)y2=1(A∈Z+,A≥2)型Pell方程的解的情况。     

关于Diophantine方程x＋y＋xy=2^p-J

设p是素数,对于非负整数k．设F（k）：=2^2k＋1是第k个Fermat数,本文证明了：方程x＋y＋xy=2^p-1没有正整数解（x,Y）的充要条件是P=2或者P=F（k）且F（2^k）也是素数．     

关于DioPhantine方程Xy-(X±1)z=1

证明了方程xy-(x+1)z=1仅有正整数解(x,y,z)=(2,2,1);方程xy-(x-1)z=1仅有正整数解(x,y,z)=(1,s,t),(2,1,t),(r,1,1)和(3,2,3),其中r,s,t为任意正整数且r≥3,这一结果推广和改进了文献[4]中的结论.