数论(急)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/26 09:48:26
设x,y是正整数,且x^y=y^x
设y1/x1代表y/x的既约分数
则 y=x^(y/x)=x^(y1/x1)为整数
求证:x^(1/x1)为整数
PS:x<y

x = 1时,

x^(1/x1) = 1,命题结论成立。

y = 1时,
y1/x1 = y/x = 1/x,
y1 = 1, x1 = x.

x^(1/x1) = x^(y1/x1) = x^(y/x) = y,命题结论成立。

当 x > 1,并且y > 1时,
若 x = y,则 y1/x1 = 1/1, x1 = 1.
x^(1/x1) = x, 命题结论成立。

以下设 1 < x < y.

e^[yln(x)] = x^y = y^x = e^[xln(y)],

yln(x) = xln(y),

ln(y)/y = ln(x)/x.

设h(t) = ln(t)/t, t > 1.

h'(t) = 1/t^2 - ln(t)/t^2 = [1 - ln(t)]/t^2

当 t >= 3时,h'(t) < 0, h(t)单调递减.

若要 ln(y)/y = ln(x)/x成立,
只能 x = 2, y >= 3.

但,2^3 = 8 < 9 = 3^2,
2^4 = 16 = 4^2,
2^5 = 32 > 25 = 5^2.

因此, 1 < x < y 时,
ln(y)/y = ln(x)/x 的唯一一组解为 x = 2, y = 4.
此时,y1/x1 = 4/2 = 2/1, x1 = 1. x^(1/x1) = x, 命题结论成立。

当 1 < y < x时,
ln(y)/y = ln(x)/x 的唯一一组解为 x = 4, y = 2.
此时,y1/x1 = 2/4 = 1/2, x1 = 2. x^(1/x1) = 4^(1/2) = 2, 命题结论成立。

综合知,
x = 1时