Question

7、对于素数p，q，方程x⁴-px³+q=0有整数解，则p=

3

q=

2

Answer 1

分析：根据式子特点判断出x＞0，然后分x为偶数和x为奇数两种情况讨论，通过试解，判断出方程无偶数解，进而求出素数p、q的值．

解答：解：将方程x⁴-px³+q=0移项，得 x⁴+q=px³．
可见，x⁴≥0，则x⁴+q＞0，
所以px³＞0，
即x＞0，
本题也就是要求出使方程x⁴-px³+q=0有正整数解的素数p、q；
且素数p必定是奇素数，否则是偶素数的话，
那么p=2，
则方程成为：x⁴+q=2x³，
即q=2x³-x⁴=x³×（2-x）＞0，
得出2-x＞0，
即x＜2，
则只能是x=1，
代入方程：1⁴+q=2×1³，
即1+q=2，解得q=1，不是素数，故p必定是奇素数．
分两种情形讨论：
情形一：当x为偶数时，设为x=2n，
则有（2n）⁴+q=p×（2n）³，
16n⁴+q=p×8n³，
上式右端是偶数，则左端的q必须为偶数，
否则：左端奇偶相加得奇，不符．
而q作为素数，唯一的偶素数就是2，即q=2，
则上式成为 16n⁴+2=p×8n³，
两边同时除以2，得：8n⁴+1=p×4n³，
显然，左端奇偶相加得奇，但右端为偶，矛盾．
所以方程无偶整数解；
情形二：当x为奇数时，设为x=2n-1，则有（2n-1）⁴+q=p×（2n-1）³，
观察上式，右端为奇，则左端也必须为奇，而（2n-1）⁴是奇，所以得出q必须为偶，故素数q=2，
上式成为：（2n-1）⁴+2=p×（2n-1）³，
整理成：p（2n-1）³-（2n-1）^4=（2n-1）³×[p-（2n-1）]=1×2，
由于（2n-1）³为奇，
所以必有：（2n-1）³=1，
解得：n=1；
则：[p-（2n-1）]=2，
解得：p=3；
综上，对于素数p、q，方程x⁴-px³+q=0有整数解，则p、q分别为3和2．
故答案为：p=3，q=2．

点评：此题考查了素数的定义以及高次方程系数的判断，利用数的奇偶性进行探索，推出矛盾结论，逐步得到正确值．