Mở đầuDãy số Fibonacci xuất hiện lần đầu trong cuốn sách Liber Abacci năm 1202 khi Leonardo Fibonacci hay còn gọi bằng tên khác là LeonardoPisano là một nhà toán học người Ý giải quyết b
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
LUẬN VĂN THẠC SĨ TOÁN HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS Trần Đức Dũng
THÁI NGUYÊN - 2022
Trang 21 Kiến thức chuẩn bị 5
1.1 Dãy Fibonacci, dãy Lucas 5
1.1.1 Một số định nghĩa 5
1.1.2 Số Lucas bình phương 8
1.2 Kí hiệu Jacobi 11
2 Số Lucas suy rộng dạng 5kx2 và 7kx2 15 2.1 Một số kết quả đã biết 15
2.2 Số Lucas suy rộng dạng 5kx2 18
2.3 Số Lucas suy rộng dạng 7kx2 25
Trang 3Mở đầu
Dãy số Fibonacci xuất hiện lần đầu trong cuốn sách Liber Abacci năm
1202 khi Leonardo Fibonacci (hay còn gọi bằng tên khác là LeonardoPisano) là một nhà toán học người Ý giải quyết bài toán liên quan đếnviệc sinh nở của bầy thỏ Số Fibonacci xuất hiện và biến hóa vô tậntrong tự nhiên, với rất nhiều tính chất đẹp và ứng dụng quan trọng.Công trình quan trọng đầu tiên nghiên cứu về số Fibonacci là củanhà toán học Francois Ỗdouard Anatole Lucas (1842-1891) được công
bố trong bài seminar của ông vào 1878 Giống như dãy Fibonacci, mỗi sốtrong dãy Lucas bằng tổng của hai số liền trước nó Dãy số gồm thươnggiữa hai số Lucas liền nhau sẽ hội tụ đến giới hạn bằng tỉ lệ vàng Tuynhiên khác với dãy Fibonacci, hai số đầu tiên trong dãy Lucas là 2 và 1
Do vậy, một số tính chất của số Lucas sẽ khác với số Fibonacci
V0 = 2, V1 = P, V n = P.V n−1 + Q.V n−2 (n ≥ 2), (2)
Trang 4Dãy U = ¶U n (P, Q)♢ n≥0 được gọi là dãy Fibonacci suy rộng Dãy V =
¶V n (P, Q)♢ n≥0 còn được gọi là dãy Lucas suy rộng Nếu P = Q = 1 thì
U n (1, 1) là dãy Fibonacci và V n (1, 1) là dãy Lucas.
Số Fibonacci suy rộng và số Lucas suy rộng dạng kx2 được nghiêncứu bởi nhiều nhà toán học và có rất nhiều kết quả đẹp được giới thiệu.Năm 1996, hai tác giả P.Ribenboim và W.L Mc Daniel xác định các chỉ
số n sao cho U n = x2,U n = 2x2, V n = x2 và V n = 2x2 với mọi số nguyên
tố lẻ nguyên tố cùng nhau P, Q Ngoài ra, năm 2001, hai tác giả này cũng chứng minh rằng V n = kx2 với k thỏa mãn một số giả thiết cho trước Trước đó, năm 1972, khi P lẻ, J.H.E Cohn chứng minh rằng V n = P x2
và V n = 2P x2 trong đó Q = ±1 Năm 2014, Z.Siar và R.Keskin với giả thiết Q = 1, đã tìm được tất cả chỉ số n thỏa mãn V n (P, 1) = kx2 khi
k♣P và P lẻ, trong đó k là ước dương square-free của P Cùng năm 2014,
R.Keskin đưa ra các kết quả nghiên cứu cho số Lucas suy rộng V n (P, −1) dạng kx2,2kx2,kx2 ± 1 và 2kx2 ± 1 với k♣P và k > 1.
Mục đích của luận văn này là nghiên cứu số Lucas suy rộng V n (P, −1)
có dạng 5kx2, 5kx2±1, 7kx2, 7kx2±1 khi k♣P và k > 1, xác định các chỉ
số n sao cho V n (P, −1) = 5x2± 1 và V n (P, −1) = 7x2± 1 Đồng thời đưa
ra tất cả các nghiệm của các phương trình đó Tác giả trình bày luậnvăn dựa trên cơ sở đọc hiểu và diễn đạt lại một cách có hệ thống nộidung của bài báo [5] trong danh mục tài liệu tham khảo của đề cương.Luận văn gồm phần mở đầu, phần kết luận, danh mục tài liệu thamkhảo, và hai chương có nội dung như sau:
Chương 1 " Một số Kiến thức chuẩn bị ", trong chương này tác giảtrình bày một số kiến thức cơ bản về dãy Fibonacci (dãy Fibonacci suyrộng), dãy Lucas (dãy Lucas suy rộng), số Fibonacci (số Fibonacci suyrộng), số Lucas (số Lucas suy rộng), số Lucas bình phương, ký hiệuJacobi
Trang 5Chương 2 " Số Lucas suy rộng dạng 5kx2 và 7kx2", trong chương này
tác giả trình bày về số Lucas suy rộng dạng 5kx2 và 7kx2 khi k♣P và k >
1, tìm hiểu chỉ số n sao cho V n (P, −1) = 5x2± 1 và V n (P, −1) = 7x2± 1;cuối cùng tác giả diễn giải tất cả các nghiệm của các phương trình đó.Nội dung chính của chương được được tham khảo từ tài liệu [5]
Trang 6Lời cảm ơn
Luận văn này được hoàn thành tại trường Đại học Khoa học, Đạihọc Thái Nguyên dưới sự hướng dẫn tận tình của TS Trần Đức Dũng
Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Thầy đã hướng dẫn hiệu quả
và truyền cho em những kinh nghiệm nghiên cứu trong quá trình em họctập và hoàn thiện luận văn này
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Toán Tin, trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy vàtạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình em học tập ở trường
-Tác giả
ĐÀO THỊ HẰNG
Trang 7mà Fibonacci đặt ra là: Trong một năm có bao nhiêu cặp thỏ?
• Vào cuối tháng đầu tiên, chúng giao phối, nhưng vẫn chỉ có 1 cặp
• Vào cuối tháng thứ hai, thỏ cái tạo ra một cặp mới, vì vậy bây giờ có
1 + 1 = 2 (cặp) thỏ trong cánh đồng
Trang 8• Vào cuối tháng thứ ba, thỏ cái ban đầu lại tạo ra một cặp thỏ nữa,biến số lượng thỏ trong cánh đồng lúc này là 2 + 1 = 3 (cặp).
• Và vào cuối tháng thứ tư, thỏ cái ban đầu đã sinh thêm một cặp mới,thỏ cái sinh ra cách đây hai tháng cũng cho một cặp đầu tiên, tổng sốlúc này là 3 + 2 = 5 (cặp)
Vào cuối tháng thứ n, số lượng các cặp thỏ bằng số lượng các cặp mới (bằng số lượng các cặp trong tháng (n − 2)) cộng với số cặp trong tháng (n − 1) Đây là số Fibonacci thứ n.
Theo từng thế hệ, số lượng cặp thỏ là một dãy các con số sau này đượcbiết đến với tên số Fibonacci
Dãy Lucas là một dãy số được đặt tên nhằm tôn vinh nhà toán họcFrancois Esdouard Anatole Lucas (1842-1891), người đã nghiên cứu dãyFibonacci và dãy thuộc họ Fibonacci mà mỗi số trong dãy bằng tổngcủa hai số liền trước nó Sau đây ta giới thiệu định nghĩa dãy Fibonacci,dãy Lucas, dãy Fibonacci suy rộng, dãy Lucas suy rộng
V0 = 2, V1 = P, V n = P.V n−1 + Q.V n−2 (n ≥ 2), (1.2)
Dãy U = ¶U n (P, Q)♢ n≥0 được gọi là dãy Fibonacci suy rộng Dãy V =
¶V n (P, Q)♢ n≥0 còn được gọi là dãy Lucas suy rộng
Trang 9Ta sẽ sử dụng U∗
n và V∗
n thay cho U n (P, 1) và V n (P, 1) Ở chương
2 của luận văn, với Q = −1, ta sử dụng U n và V n thay cho U n (P, −1) và
nghĩa tiếp theo
Định nghĩa 1.1.3 Ta xét dãy V n với
V0 = 2, V1 = 1, V n = V n−1 + V n−2 (n ≥ 2).
Khi đó đặt
L0 = 2, L1 = 1, L n = L n−1 + L n−2 (n ≥ 2). (1.4)
L n = V n (1, 1) được gọi là các số Lucas, L n là số Lucas thứ n.
Dãy 2, 1, 3, 4, 7, 11, 18, 29, 47, 76, 123, được gọi là dãy số Lucas, kí hiệu
là (L n)
Từ công thức (1.1) và (1.2) cho P = 2, Q = 1 Do đó D = 8.
Trang 10Định nghĩa 1.1.4 Các số
U0 = 0, U1 = 1, U n = U n (2, 1) = 2U n−1 + U n−2 (n ≥ 2). (1.5)
V0 = 2, V1 = 2, V n = V n (2, 1) = 2V n−1 + V n−2 (n ≥ 2). (1.6)
là các số Pell và số Pell Lucas
Dãy 0, 1, 2, 5, 12, 29, 70, 169, được gọi là dãy số Pell, kí hiệu là (P n)
Dãy 2, 2, 6, 14, 34, 82, 198, được gọi là dãy số Pell Lucas, kí hiệu là (Q n)
Gọi α và β là các nghiệm của phương trình x2 − P x − Q = 0 Khi
Năm 1964, J.H.E Cohn của Đại học London (Anh) đã chỉ ra rằng ngoài
L1 = 1 và L3 = 4 không có số chính phương nào khác Chứng minh củaông sử dụng các bổ đề sau:
Trang 11Chứng minh Giả sử L n là số chính phương x2 với n là số nguyên dương nào đó Khi đó L n = x2.
Trường hợp 1 Giả sử n là chẵn Đặt n = 2r Khi đó L n = L 2r = 2L2
+ Giả sử n ≡ 1 (mod 4) Nếu n = 1 thì L n = 1 là số chính phương Do
vậy ta giả sử n > 1 Khi đó ta có thể viết n = 1 + 2.3 i k với i ≥ 0 và k
là số chẵn không chia hết cho 3 Theo bổ đề 1.1.7, ta có
L n = −L1 ≡ −1 (mod Lk)
và (−1) là thặng dư bậc hai của L k Suy ra L n không thể là số chínhphương
+ Giả sử n ≡ 3 (mod 4) Nếu n = 3 thì L n = L3 = 4 là số chính phương
Do vậy ta giả sử n ̸= 3 và n = 2 + 2.3 i k với i ≥ 0 và k là số nguyên
chẵn không chia hết cho 3 Theo bổ đề 1.1.7, ta có
L n = −L3 ≡ −4 (mod Lk).
Suy ra L n không thể là số chính phương Định lý được chứng minh □
Tiếp theo, ta nhắc lại về số Lucas có dạng 2x2
Trang 12F n+2k ≡ F −n (mod Lk) với k không chia hết cho 3 và k ≡ 0 (mod 2).
(1.14)
Định lý 1.1.10 Giả sử x là số nguyên sao cho L n = 2x2 thì n = 0 hoặc
n = ±6.
Chứng minh Vì x2 ≡ 0, 1, 4 (mod 8) nên L n = 2x2 ≡ 0 hoặc 2 (mod 8).Do
L n là số chẵn và theo công thức (1.8), ta có n ≡ 0 (mod 3) Suy ra 3♣n.
* Giả sử n là số lẻ Khi đó n có dạng 12q + r với 0 ≤ r ≤ 12 Vì n là bội của 3 nên r = 3 hoặc r = 9.
+ Nếu n = 12q + 3, theo công thức (1.12) thì
L n = L 12q+3 ≡ L3 ≡ 4 (mod 8).
Điều này mâu thuẫn vì L n ≡ 0 hoặc 2 (mod 8).
+ Nếu n = 12q + 9, theo công thức (1.12) thì
L n = L 12q+9 ≡ L9 ≡ 4 (mod 8).
Điều này mâu thuẫn vì L n ≡ 0 hoặc 2 (mod 8) Vậy n không phải là số
lẻ
Trang 13* Giả sử n là số chẵn Khi đó n có dạng 8t, 8t ± 2 hoặc 8t + 4.
+ Nếu n = 8t hoặc 8t + 4, n ≡ 0 (mod 4).
+ Nếu n = 0 thì L n = L0 = 2 = 2.12
+ Nếu n ̸= 0, đặt n = 2.3 i k thì 2L n ≡ −2L0 ≡ −4 (mod Lk) Do đó
2L n không thể là số chính phương y2 Vì vậy L n không thể có dạng 2x2
+ Giả sử n ≡ −2 ≡ 6 (mod 8) Nếu n = 6 thì L6 = 2.32 (thỏa mãn yêu
cầu) Mặt khác, nếu n ̸= 6 thì n có dạng n = 6 + 2.3 i k với 4♣k, 3 ∤ k.
Suy ra
2L n ≡ −2L6 ≡ −36 (mod Lk).
Theo công thức (1.9) và (1.13) thì −36 là phi thặng dư bậc hai của L k
Vì vậy L n không thể là số chính phương 2x2
Cuối cùng nếu n ≡ 2 (mod 8) thì theo công thức L −n = L n, suy ra
−n ≡ 6 (mod 8) Từ đây, −n = 6 hay n = −6 Định lý được chứng
Định nghĩa 1.2.1 Nếu p là số nguyên tố lẻ và a là một số tự nhiên,
+ 1 nếu a là thặng dư bậc hai modulo p, nghĩa là tồn tại số nguyên k
sao cho k2 ≡ a (mod p);
+ −1 nếu a không là bình phương modulo p.
Trang 14Tính chất 1.2.2 1.
ab p
=
a p
b p
;
2 Nếu a ≡ b (mod p) thì
a p
=
b p
Định nghĩa 1.2.3 Giả sử n > 0 là số tự nhiên lẻ và p α1
1 p α2
2 p α k
k là dạng phân tích tiêu chuẩn của n Với số nguyên a bất kì, kí hiệu Jacobi
a n
Trang 15trong đó tất cả các kí hiệu bên vế phải là kí hiệu Legendre.
Tính chất 1.2.4 1 Nếu n là số nguyên tố thì kí hiệu Jacobi là kí hiệu
n m
= (−1)(m−1)(n−1)
4 .
Chú ý 1.2.5 Có hai tính chất đúng với kí hiệu Legendre nhưng không
thể mở rộng cho kí hiệu Jacobi Thứ nhất, nếu a
là thặng dư bậc hai của n Bởi vì kí hiệu Jacobi là tích của các kí hiệu
Legendre, nên có thể có hai kí hiệu Legendre bằng −1 và khi đó kí hiệuJacobi bằng 1 Tính chất thứ hai không thể mở rộng gắn với đồng dư
Trang 16thức Euler
a p
≡ a (p−1)/2 (mod p) với số nguyên tố p và số nguyên a
bất kì Một cách tự nhiên đồng dư thức Euler a
1. 2 331
147 331
= 36 37
= 2 37
2 9 37
= 37 9
= 1 9
= 1.
Trang 17Chương 2
2.1 Một số kết quả đã biết
Trong phần này, ta nhắc lại một số định lý, bổ đề, công thức được sử
dụng trong việc chứng minh định lý chính Thay vì kí hiệu U n (P, −1) và
V n (P, −1), ta dùng kí hiệu U n và V n, và gọi là số Fibonacci suy rộng
(số Lucas suy rộng) thứ n ứng với Q = −1 Ngoài ra, (∗
∗) là kí hiệucho công thức Jacobi
Bổ đề 2.1.1 Cho n là số nguyên dương Khi đó
Bổ đề 2.1.2 [2] Mọi nghiệm nguyên dương của phương trình x2−5y2 =
1 cho bởi (x, y) = (L 3z / 2, F 3z / 2) với z là số tự nhiên chẵn.
Định lý 2.1.3 [3] Mọi nghiệm nguyên dương của phương trình x2 −
(P2 − 4)y2 = 4 cho bởi (x, y) = (V n , U n ) với n ≥ 1.
Định lý 2.1.4 [7] Cho n ∈ N ∪ ¶0♢, m, r ∈ Z và m là số nguyên khác
0 Khi đó
U 2mn+r ≡ U r (mod Um) (2.2)
Trang 19Nếu r ≥ 2, thì theo công thức (2.8), ta có
Trang 20Ta luôn giả sử trong phần này n là số nguyên dương.
Định lý 2.2.1 Nếu V n = 5kx2 với x là số nguyên nào đó thì n = 1.
Chứng minh Giả sử rằng V n = 5kx2 với x là số nguyên nào đó Khi đó theo (2.9), ta suy ra 5♣P và n là số lẻ Đặt n = 6q + r với r ∈ ¶1, 3, 5♢ Lại theo (2.15), ta thu được V n = V 6q+r ≡ V r (mod 8) Do đó, ta có
Trang 21V n ≡ V1, V3, V5 (mod 8) Suy ra V n = 5kx2 ≡ P, 6P (mod 8) và từ đây,
kx2 ≡ 5P, 6P (mod 8) Mặt khác, do k♣P nên ta có thể viết P = kM với M lẻ Do đó, ta thu được
kM x2 ≡ 5P M, 6P M (mod 8), chứng tỏ rằng P x2 ≡ 5P M, 6P M (mod 8) Do P là lẻ nên từ đồng dư trên ta có x2 ≡ 5M, 6M (mod 8) Suy ra M ≡ 5 (mod 8) do M là lẻ Bây giờ ta giả sử n > 1 Khi đó n = 4q ± 1 = 2.2 r a ± 1, 2 ∤ a và r ≥ 1.
Thay giá trị của n vào V n = 5kx2 và sử dụng (2.5) ta có
Trang 22suy ra V2
Định lý 2.2.3 Cho k♣P với k > 1 Khi đó không có số nguyên x nào
để V n = 5kx2 − 1.
Chứng minh Giả sử rằng V n = 5kx2− 1 với x là số nguyên nào đó Khi
đó theo Bổ đề 2.1.1, n là số chẵn Ta chia phần chứng minh thành ba
trường hợp
Trường hợp 1: Giả sử rằng 5♣P Khi đó theo Bổ đề 2.1.1, suy ra V n ≡
±2 (mod 5), mâu thuẫn với đẳng thức V n ≡ 4 (mod 5).
Trường hợp 2: Giả sử rằng P2 ≡ −1 (mod 5) Khi đó theo công thức
(2.13), ta có 5♣U5 Đặt n = 10q + r với r ∈ ¶0, 2, 4, 6, 8♢ Theo (2.3), ta
thu được
V n = V 10q+r ≡ V r (mod U5), suy ra V n ≡ V0, V2, V4, V6, V8 (mod 5) Từ đó V n ≡ 2 (mod 5), mâu thuẫnvới đẳng thức V n ≡ 4 (mod 5).
Trường hợp 3: Giả sử rằng P2 ≡ 1 (mod 5) Do n là chẵn, n = 2m với
m > 0 nào đó Do đó, ta thu được
5kx2 − 1 = V n = V 2m = V2
m − 2
theo (2.8) Nếu m là lẻ thì P ♣V m theo Bổ đề 2.1.1 và do đó ta thu được
k♣1, mâu thuẫn Suy ra m là chẵn Đặt m = 2u với u > 0 nào đó Khi
đó n = 4u và do vậy
5kx2
− 1 = V 4u ≡ V0 ≡ 2 (mod U2)theo (2.3), từ đó
Trang 23kéo theo
15x2
≡ 3 (mod P).
Lại do 3♣P, suy ra 5x2 ≡ 1 (mod P/3) Vì thế P/35 = 1 Khi đó P2 ≡
1 (mod 5) Suy ra, P ≡ 1, 4 (mod 5) Do đó P/3 ≡ ±2 (mod 5) Do vậy,
m ≡ 3 (mod 5), mâu thuẫn Suy ra, n phải là lẻ.
Trường hợp 1: Giả sử 5♣P Vì n lẻ nên từ Bổ đề (2.1.1) ta có 5♣V n, suy
ra 5♣1, mâu thuẫn
Trường hợp 2: Giả sử rằng P2 ≡ 1 (mod 5) Nếu n > 1 thì n = 4q ± 1 = 2.2 r a ± 1, 2 ∤ a và r ≥ 1 Do đó,
5x2 = V n − 1 ≡ −V1 − 1 ≡ −(P + 1) (mod V2r)theo công thức (2.5) Từ các công thức (2.17),(2.18) và (2.25), ta dẫnđến
Trường hợp 3: Giả sử rằng P2 ≡ −1 (mod 5) Nếu P ≡ 1 (mod 4), do
n là lẻ nên ta có thể viết n = 4q ± 1 Do đó, 5x2 + 1 = V n ≡ V1 ≡
P (mod U2) Suy ra
5x2
Trang 24Do P2 ≡ −1 (mod 5), suy ra P ≡ ±2 (mod 5) Do đó, ta có
Nếu x là lẻ thì P, 6P ≡ 6 (mod 8), điều này không thể vì P ≡ 3, 7 (mod 8).
Trang 25V n = 5x2 − 1 ta thu được V2 = P2 − 2 = 5x2 − 1, tức là P2 − 5x2 = 1.
Theo bổ đề 2.1.2, ta thu được P = L 3z / 2 và x = F 3z / 2 với z là số
tự nhiên chẵn Nếu m là chẵn thì m = 2u với u > 0 nào đó Suy ra
Trang 26Nếu n ≡ 2 (mod 4),với n ≥ 6 thì n = 2(4q) ± 2 Do đó, 5x2 − 1 = V n ≡
V2 (mod V2) theo (2.5), kéo theo 5x2 ≡ 1 (mod P2− 2) Nhưng điều này
Suy ra n = 2 Thay giá trị của n vào V n = 5x2−1 cho ta P2−2 = 5x2−1,
suy ra P2 ≡ 1 (mod 5), mâu thuẫn vì P2 ≡ −1 (mod 5) Bây giờ, nếu
n ≡ 0 (mod 4) thì n = 4u với u nào đó Theo (2.8), ta có 5x2− 1 = V n =
V 4u = V2
2u − 2 nên V 2u2 − 1 = 5x2 Từ đây, (V 2u − 1)(V 2u + 1) = 5x2 Rõ
ràng, d = (V 2u − 1, V 2u + 1) = 1 hoặc 2 Nếu d = 1,thì hoặc
V 2u − 1 = a2 , V 2u + 1 = 5b2 (2.27)hoặc
V 2u − 1 = 5a2 , V 2u + 1 = b2 (2.28)
với a, b là số nguyên nào đó Ta thấy rằng (2.27) và (2.28) là không thể Nếu d = 2, thì hoặc
V 2u − 1 = 2a2 , V 2u + 1 = 10b2 (2.29)hoặc
V 2u − 1 = 10a2 , V 2u + 1 = 2b2 (2.30)
với a, b là số nguyên nào đó Dễ thấy rằng, theo (2.8), ta thấy rằng (2.30)
là vô lý vì trong trường hợp này V2
u ≡ 3 (mod 5) Giả sử (2.29) là thỏamãn Khi đó theo (2.8), ta có
Nếu 3 ∤ a thì a2 ≡ 1 (mod 3) và do đó ta thu được V u2 ≡ 2 (mod 3), mâu
thuẫn Do đó ta có 3♣a Suy ra 3♣V u Trong trường hợp này, 3♣a và 3♣V u,kết hợp với (2.31) ta có 9♣3, vô lý Chứng minh được hoàn thành
□
Trang 272.3 Số Lucas suy rộng dạng 7kx2
Định lý 2.3.1 Nếu V n = 7kx2 với k♣P và k > 1 thì n = 1.
Chứng minh Giả sử V n = 7kx2 với x là số nguyên nào đó Khi đó theo
bổ đề 2.1.1, ta có n là lẻ Và do 7♣V n và n là lẻ nên từ (2.10) suy ra 7♣P Khi đó theo (2.15), ta có V n ≡ V1, V3, V5 ≡ P, 6P (mod 8) Từ đó 7kx2 ≡ P, 6P (mod 8), tức là kx2 ≡ 2P, 7P (mod 8) Do k♣P , ta có thể viết P = kM với M lẻ Từ đó, ta có kMx2 ≡ 2P M, 7P M (mod 8) Suy
ra x2 ≡ 2M, 7M (mod 8) Do đó, M ≡ 7 (mod 8) vì M là số lẻ Bây giờ
ta giả sử n > 1 Khi đó n = 4q ± 1 = 2.2 r a ± 1, 2 ∤ a và r ≥ 1 Thay giá
= −1 Điều này có nghĩa là 1 = −1, vô lý Do đó
r = 1 Nhưng trong trường hợp này, từ
Định lý 2.3.2 Cho k♣P với k > 1 Khi đó phương trình V n = 7kx2+ 1
không có nghiệm nguyên.