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arXiv 2106.04523math.NT
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二项递推序列中的近平方数

Near-squares in binary recurrence sequences

Nikos Tzanakis, Paul Voutier

AI总结:

本文研究了二项递推序列中的近平方数,证明对于给定参数至多存在一个近平方数项,并基于发现的全新类Aurifeuillean因式分解揭示了其背后的普遍现象。

摘要:

如果一个整数的绝对值是一个平方数或一个素数乘以一个平方数,我们称之为近平方数。我们研究由整数 $a \geq 3$ 定义的二项递推序列中的此类近平方数,其定义为 $u_{0}(a)=0$, $u_{1}(a)=1$ 且对于 $n \geq 0$ 有 $u_{n+2}(a)=au_{n+1}(a)-u_{n}(a)$。我们证明,对于给定的 $a \geq 3$,至多存在一个 $n \geq 5$ 使得 $u_{n}(a)$ 是近平方数。除了 $u_{6}(3)=12^{2}$ 和 $u_{7}(6)=239 \cdot 13^{2}$ 之外,任何这样的 $u_{n}(a)$ 只有在 $a \equiv 2 \bmod 4$、$n \equiv 3 \bmod 4$ 为素数且 $n \geq 19$ 时才可能是近平方数。这是关于由整数 $a$ 和 $b=-b_{1}^{2}$ 定义的非退化递推序列中近平方数的一个更普遍现象的一部分,该序列定义为 $u_{0}(a,b)=0$, $u_{1}(a,b)=1$ 且对于 $n \geq 0$ 有 $u_{n+2}(a,b)=au_{n+1}(a,b)+bu_{n}(a,b)$(见我们的猜想 1.1)。它源于我们发现的一种递推序列元素的全新类 Aurifeuillean 因式分解(见关系式 (1.1))。

英文摘要:

We call an integer a \emph{near-square} if its absolute value is a square or a prime times a square. We investigate such near-squares in the binary recurrence sequences defined for integers $a \geq 3$ by $u_{0}(a)=0$, $u_{1}(a)=1$ and $u_{n+2}(a)=au_{n+1}(a)-u_{n}(a)$ for $n \geq 0$. We show that for a given $a \geq 3$, there is at most one $n \geq 5$ such that $u_{n}(a)$ is a near-square. With the exceptions of $u_{6}(3)=12^{2}$ and $u_{7}(6)=239 \cdot 13^{2}$, any such $u_{n}(a)$ can only be a near-square if $a \equiv 2 \bmod 4$, $n \equiv 3 \bmod 4$ is prime and $n \geq 19$. This is part of a more general phenomenon regarding near-squares in non-degenerate recurrence sequences defined for integers $a$ and $b=-b_{1}^{2}$ by $u_{0}(a,b)=0$, $u_{1}(a,b)=1$ and $u_{n+2}(a,b)=au_{n+1}(a,b)+bu_{n}(a,b)$ for $n \geq 0$ (see our Conjecture 1.1). It arises from a new Aurifeuillean-like factorization of elements of recurrence sequences that we have discovered (see relation (1.1)).

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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