方程φe(φe(n))=3Ω(n)(e=3,4)的可解性
2021-11-15王爱钧廖群英
王爱钧, 廖群英
(四川师范大学 数学科学学院,四川 成都610066)
1 序言及主要结果
熟知,正整数n的欧拉函数φ(n)的值等于序列1,2,…,n中与n互素的整数个数[1-4].文献[5-8]定义了正整数n的广义欧拉函数

此后,欧拉函数的研究变得更加丰富.吕志宏[9]研究了方程φ(n)=2ω(n)和φ(φ(n))=2ω(n)的可解性(ω(n)为正整数n的所有不同素因子个数);马静[10]研究了方程φ(n)=2tω(n)的可解性(t为正整数);Zhang等[11]研究了方程φ(φ(n))=2Ω(n)的解,并给出了该方程的全部奇数解,其中Ω(n)为正整数n的全部素因子个数(按重数计算);田呈亮等[12]研究了方程φ(φ(n))=2Ω(n)的可解性,并且给出了该方程的全部正整数解;俞红玲 等[13]研究了方程φ2(n)=2ω(n)和φ2(φ2(n))=2ω(n)的可解性,并且给出了这2个方程的全部正整数解;金明艳等[14]给出了方程φ2(n)=2Ω(n)和φ2(φ2(n))=2Ω(n)的全部正整数解.本文在此基础上,进一步研究方程


下面的定理1.1~1.4是对方程(1)的讨论,定理1.5~1.9则是对方程(2)的讨论.
定理1.1若αi=0(1≤i≤k),或α≥2且αi≥1(1≤i≤k),则方程(1)无解.
定理1.2若α∈{0,1}且存在pi≡1(mod 3),则方程(1)有解,当且仅当α=0,此时恰有唯一解n=73.
定理1.3若α=0且pi≡2(mod 3)(1≤i≤k),则如下条件之一成立时,方程(1)无解:
1)βj=0(1≤j≤m);
2)存在qj≡1(mod 3),或α0≥2且qj≡2(mod 3)(1≤j≤m).
定理1.4若α=1且pi≡2(mod 3)(1≤i≤k),则如下条件之一成立时,方程(1)无解:
1)βj=0(1≤j≤m);
2)存在qj≡1(mod 3),或α0≥2且qj≡2(mod 3)(1≤j≤m).
定理1.5若αi=0(1≤i≤k),则方程(2)无解.
定理1.6若α≥2且αi≥1(1≤i≤k),则如下条件之一成立时,方程(2)无解:
1)βj=0(1≤j≤m);
2)α0=0,且βj≥1(1≤j≤m).
定理1.7设α∈{0,1}且存在素数pi≡
1(mod 4)(1≤i≤k).
1)若βj=0(1≤j≤m),则方程(2)无解;
2)若α0=0且βj≥1(1≤j≤m),则方程(2)的全部正整数解为n=53 298.
定理1.8若α=0且pi≡3(mod 4)(1≤i≤k),则如下条件之一成立时,方程(2)无解:
1)βj=0(1≤j≤m);
2)α0=0,且βj≥1(1≤j≤m).
定理1.9设α=1且pi≡3(mod 4)(1≤i≤k),则如下条件之一成立时,方程(2)无解:
1)βj=0(1≤j≤m);
2)α0=0,且βj≥1(1≤j≤m).
2 主要结果的证明
为证明本文主要结果,需要以下几个引理.

(b)当b=0时,等式化为(4t+3)β-1(2t+1)=3,得到β=1,t=1,或β=2,t=0.又由于β为奇数,故β≠2,即β=1,t=1,则q=7.
2)当β为偶数时,原方程等价于(4t+3)β-1(2t+1)=2·3b-1.
(a)当b≥1时……