Ειναι μπλεγμενο το #2 ή ετσι μου φαινεται?
Η εξισωση ειναι (2^α)(3^β) + 9 = γ^2.
Παρατηρουμε κατ' αρχην οτι αν β = 0 τοτε η 2^α + 9 = γ^2 δινει (γ+3)(γ-3) = 2^α, οποτε θα πρεπει να εχουμε δυο δυναμεις του 2 που διαφερουν κατα 6, επομενως γ = 5 και α = 4. [ΛΥΣΗ #1: α = 4, β = 0, γ = 5]
Υποθετοντας β > 0 συμπεραινουμε αμεσως οτι β > 1 λογω της 3|γ^2. Διαιρωντας τα δυο μελη δια 9 εχουμε την εξισωση (2^α)(3^δ) + 1 = ε^2 και (2^α)(3^δ) = (ε+1)(ε-1), με β = δ+2 και γ = 3ε.
Αν α = 0 τοτε η 3^δ = (ε+1)(ε-1) δινει ε = 2 και δ = 1 (μονη περιπτωση δυο δυναμεων του 3 που διαφερουν κατα 2). [ΛΥΣΗ #2: α = 0, β = 3, γ = 6]
Αν δ = 0 τοτε (ε+1)(ε-1) = 2^α, επομενως ε = 3 και α = 3. [ΛΥΣΗ #3: α = 3, β = 2, γ = 9]
Καταληγουμε λοιπον στην εξισωση (2^α)(3^δ) + 1 = ε^2, ισοδυναμη προς την (2^α)(3^δ) = (ε+1)(ε-1), με α > 0 και δ > 0. Εχουμε δυο περιπτωσεις: (Ι) ε+1 = (2^α')(3^δ), ε-1 = 2^α" ΚΑΙ (ΙΙ) ε+1 = 2^α', ε-1 = (2^α")(3^δ). [Και στις δυο περιπτωσεις α'+α" = α και, βεβαιως, β = δ+2 και γ = 3ε.]
Η (Ι) δινει (2^(α'-1))(3^δ) - 2^(α"-1) = 1, οποτε ειτε α'-1 = 0 ειτε α"-1 = 0.
Αν α'-1 = 0 τοτε η 3^δ - 2^(α"-1) = 1 δινει ειτε δ = 1, α" = 2 [ΛΥΣΗ #4: α = 3, β = 3, γ = 15] ειτε δ = 2, α" = 4 [ΛΥΣΗ #5: α = 5, β = 4, γ = 51]. Αλλες πιθανοτητες για τα δ και α" δεν υπαρχουν λογω της
ειδικης περιπτωσης του θεωρηματος Catalan-Mihailescu.
Αν α"-1 = 0 δεν εχουμε λυση λογω (2^(α'-1))(3^δ) = 2 και δ > 0.
Η (ΙΙ) δινει 2^(α'-1) - (2^(α"-1))(3^δ) = 1, οποτε ειτε α'-1 = 0 (αδυνατον) ειτε α"-1 = 0 και 2^(α'-1) - 3^δ = 1, μια εξισωση της οποιας η μονη λυση ειναι, λογω δ > 0 και Catalan-Mihailescu (ή μαλλον Levi ben Gerson*) και παλι, η α' = 3, δ = 1 [ΛΥΣΗ #6: α = 4, β = 3, γ = 21].
ΛEΩ λοιπον οτι *ολες* οι λυσεις (α, β, γ) ειναι οι (4, 0, 5), (0, 3, 6), (3, 2, 9), (3, 3, 15), (5, 4, 51), (4, 3, 21)
Γιωργος Μπαλογλου
*O ραββινος Levi ben Gerson θεωρειται ο πρωτος που απεδειξε, το 1343, οτι η μονη μη τετριμμενη λυση της 2^χ - 3^ψ = +-1 ειναι η χ = 3, ψ = 2: φαινεται οτι οι εξεταστες ανεμεναν γνωση αυτου του θεωρηματος --στοιχειωδης αποδειξη του οποιου υπαρχει στον συνδεσμο που συμπεριελαβα στην λυση μου -- απο τους εξεταζομενους. (Ο Eugene Charles Catalan εικασε το 1844 οτι αυτη η λυση ειναι η μονη και για την α^χ - β^ψ = +-1 (οπου α, β τυχοντες ακεραιοι), και ο Preda Mihailescu
απεδειξε την εικασια το 2002.)