与えられた連立方程式を解く問題です。 $x! - y^3 = 9$ $x = z$ ただし、$x$, $y$, $z$ は整数であると仮定します。

数論連立方程式整数の解階乗不定方程式
2025/4/6

1. 問題の内容

与えられた連立方程式を解く問題です。
x!y3=9x! - y^3 = 9
x=zx = z
ただし、xx, yy, zz は整数であると仮定します。

2. 解き方の手順

まず、xx が小さい値から順番に、x!y3=9x! - y^3 = 9 を満たす整数 yy が存在するかを調べます。
x=0x = 0 のとき、x!=1x! = 1 なので、
1y3=91 - y^3 = 9
y3=8y^3 = -8
y=2y = -2
よって、(x,y)=(0,2)(x, y) = (0, -2) は解の一つです。
このとき、x=zx = z より z=0z = 0 となります。
x=1x = 1 のとき、x!=1x! = 1 なので、
1y3=91 - y^3 = 9
y3=8y^3 = -8
y=2y = -2
よって、(x,y)=(1,2)(x, y) = (1, -2) は解の一つです。
このとき、x=zx = z より z=1z = 1 となります。
x=2x = 2 のとき、x!=2x! = 2 なので、
2y3=92 - y^3 = 9
y3=7y^3 = -7
yy は整数解を持ちません。
x=3x = 3 のとき、x!=6x! = 6 なので、
6y3=96 - y^3 = 9
y3=3y^3 = -3
yy は整数解を持ちません。
x=4x = 4 のとき、x!=24x! = 24 なので、
24y3=924 - y^3 = 9
y3=15y^3 = 15
yy は整数解を持ちません。
x=5x = 5 のとき、x!=120x! = 120 なので、
120y3=9120 - y^3 = 9
y3=111y^3 = 111
yy は整数解を持ちません。
x=6x = 6 のとき、x!=720x! = 720 なので、
720y3=9720 - y^3 = 9
y3=711y^3 = 711
yy は整数解を持ちません。
x=7x = 7 のとき、x!=5040x! = 5040 なので、
5040y3=95040 - y^3 = 9
y3=5031y^3 = 5031
yy は整数解を持ちません。
y=x!93y = \sqrt[3]{x! - 9} が整数になるような xx を探せば良い。xx が大きくなると、x!x! も大きくなるので、yy が整数になるのは難しい。
したがって、整数の解は、
(x,y,z)=(0,2,0)(x, y, z) = (0, -2, 0)
(x,y,z)=(1,2,1)(x, y, z) = (1, -2, 1)

3. 最終的な答え

(x,y,z)=(0,2,0),(1,2,1)(x, y, z) = (0, -2, 0), (1, -2, 1)

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