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soluciones a $f(y) = n(n + 1) \ldots (n + m - 1)$

Estaba leyendo un papel sobre las soluciones a $f(y) = P(m)$ , donde $f(y) \in \mathbb Z[y]$ y $P(m) = n(n + 1) \ldots (n + m - 1)$ es un producto de $m$ enteros consecutivos.

En la primera página, se menciona que no es difícil obtener las soluciones en el caso de que $f(y)$ es irreducible. Sin embargo, me confundieron dos cosas.

  • En primer lugar, el autor menciona una condición sobre $f(y)$ lo que implica que la ecuación $f(y) = P(m)$ no tiene solución, pero no menciona cuando existe una solución.
  • En segundo lugar, no estoy seguro de cómo generalizar el método utilizado en el ejemplo del artículo. En el ejemplo dado, el número de casos en los que es posible tener una solución es bastante pequeño, por lo que no es difícil comprobar cuáles son las soluciones (si es que las hay).
    Creo que esto puede ser un problema cuando $f(y)$ tiene un gran grado. Además, traté de resolver $f(y) = P(m)$ cuando $f(y) = py + 1$ , donde $p$ es un primo impar. Usando la condición dada, encontré que el primo más pequeño $q$ que no divide $f(y)$ para cualquier $y$ es $p$ . Por lo tanto, no hay soluciones cuando $m > p$ . Pero no estoy seguro de cómo empezar a encontrar soluciones generales (o encontrar condiciones para $m$ cuando existen soluciones).

¿Hay algo que esté interpretando mal en el documento? ¿Alguna sugerencia sobre cómo empezar u otras referencias que consultar?

Nota: Esto es una publicación cruzada de math.SE: https://math.stackexchange.com/questions/419918/solutions-to-fy-nn-1-ldots-n-m-1

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frnhr Puntos 143

En cuanto a su primera pregunta, efectivamente, es difícil construir un ejemplo explícito, cuando la solución existe a menos que $P(m)=f(y)$ es una identidad. Cuando el autor afirma que para un polinomio irreducible es fácil resolver el problema, lo más probable es que haya querido escribir que es fácil obtener la condición de $m,$ cuando la solución no existe.

De hecho, si $f(y)$ tiene un grado grande, entonces el más pequeño $p$ que no divide $f(y)$ puede ser grande y tendrá que considerar muchos casos para $m.$ Así que este algoritmo está lejos de ser eficaz en este caso concreto. Por último, para $py+1=P(m)$ necesitas encontrar tal $m$ que $P(m)=1(\mod p)$ para algunos $n.$ En este caso, puede tomar $m=p-1$ y $n=1(\mod p)$ para obtener un número infinito de soluciones (basta con ver el teorema de Willson). Para cada $m,$ tendrá que comprobar los valores de $P(m)$ en $n=1,$ $n=2,$ ... $n=p-m$ y encontrar donde la congruencia tiene solución.

En cuanto a las referencias, le sugiero que consulte el documento de Berend y Harmse http://www.ams.org/journals/tran/2006-358-04/S0002-9947-05-03780-3/home.html donde consideran la ecuación $f(y)=m!$ y demostrar que tiene un número finito de soluciones para una gran clase de polinomios $f(y).$

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