得tiag=(+1)a+ (a2+1)a因(a1,a2)-1,可得/g+1,,aali+1,因为α+1>0,+1>0,故+1=a+12得aa2=(+1)a1+(+1)a2aa2此不可能,所以在n=a1α2—a1a时,(2)没有非负解1≥0,20,证完此定理可简述为:设(12),a≥0,a≥0,凡大于2—1—的数必可表为十2(1=0=0)之形状,但-一不能表成此形状人们自然会提出这样的问题,对于般的s(s≥2)元线性型a+.+a>0(-1,",s),(ai,,as)-1,是否存在一个仅与a1,",ag有关的整数Nai,,g),凡大于N(a,)之数必可表为aiai+十a(a0,1,*,3)的形状?问题的回答是肯定的,下面就来证明这个结果,定理2存在仅与a,,α有关的整数N(ai,,aa),当n>N(a1,)时,(1)有非负解≥0,,≥0.证我们对施行归纳法。由定理1,8-2时定理显然成立设8一1个元时定理成立,我们来证明8元时的情形.设(a, , ag-)=d, ar-ad(-1, "", 8--1); 由 (ai, ", as)1可知(d,a)=1,从而可把(1)化成:存在0≤bd—1,使a,bg=n(moda).由(1)得dia1+ -+ d.1- n--.ba(8)d由于(αi,",α)-1,由归纳假设,存在整数N(a,"9
d-), 当 "-αb≥n-a(a-1)>N(d, , aj-1) 时, (8)有dd非负解1-b1,,a-1-bs-1,即当n>dN(ai, ., a-i)+as(d-1)-N(ai, .*, as)时,(1)有非负解a1b1,,a-1=bs-1,g=bg证完这个定理还告诉我们,对8元(s2)线性型1十++aga,a>0(i-1,,s)(i,,a)-1,存在一个仅与a1,a有关的整数g(ai,…,a),凡大于g(at,,as)之数必可表为a+.a(≥0,-1)的形状,而g(a,a)不能表为十十(=0-,,8)的形状,因此,称g(41,,)为所给线性型的最大不可表数.求出g(ui,,a)的问题,即所谓一次不定方程的Frobenius问题。由定理1知,8=2时,Frobenius问题已告解决:我们求得g(a,aa=a12—ai-az,但是,对于8≥3,—般地只找到了求出g(a1,,a)的一些算法。对于n=3,我们有定理3.ab1(4)g(a, b, o)cea,66-0-(a, b6)且当6aba(5)c.(a, 6)3(a, 6)(a, b)时,有ab(6)g(a,b, c)+c(a, b)-a-b-c.(a, b)显然,以上,b,心可以轮换证由2的(12)知,aa十by+c=的全部解可表为-o+bit1-21ota, 9Yo-ait1—u20t2, 2= 20+dt2,[1]柯召,关于方程αr++o=n,四川大学学报(自然科学版,1(1955),1~4,+10
其中co,9o,zo是aa十by=n的一组解,(a,b)d,亿=la,bdbr,,u满足ai十agt,t为任意整数,不难知道,可取整数动使0z+d-1对于这样的,还可以取适当的,使得0c1-1ab(a.)+c(a,b)-a-6-c 时,对于上面选定的红,,在有6(o --ait1- 22ct2) n-aa - czm-a(b1-)-c(d-1)-n-ab1-cd+a+oah-c(a, 6)+a+c>--b,(a, b)即得>或yyo-ait-nctam0这就证明了(4).ab1dar,现在,我们来证明由(5)可推出(6)式。由于(α, b)b,c(a,b)=cd,若设g(a,b,o)可表,即g(a,b,c)dabcd-a-b-a=as+by+c,则有(7d(ab1+o)dar(α+1)+abr(g+I)+c(z+1),由于,)-1,(7)式推出+1令1=,由2≥0,故>0,代入(7)并在两端消去d,得arbr+car(a+1)+bi(y+)+ck则有(8)aba(+1)+(y+)+(h-1),如果,由(a)=(8)式推出+.11
之1>0,-1>0,有+1=α1,+1≥b,这时(8)式给出矛盾结果ab=2ab1.如果>1,(8)式给出ab1≥1+61+c、与(5)矛盾,故(6)式成立、证完,从(5式及定理1,立刻可得:推论1如果(a,6)=1,c>g(a,),则g(a, b, 0) =g(a, b).推论设==>0,>0,0,(, ±)-(μ, )=(, )1, 则g(a, b, o)=2nuy-nμ-uy-y证由于>μ2uu故有g(a, b, c) - Aμp + μya μ- μ aL=2μ-au-my-n例设a=12,6-13,c-28,由于!181212 × 13287(12, 13)2(12, 13)(12,. 18)不能成立,只能得出12×13g(a, b, c)+28(12,13)-12~13-28-131(12, 13)但始果将a,b,作如下轮换:a→→-→,用轮换所得公式,当Gaoab(c, a)2(c, a)(o, α)ca则g(a, 6, c) =g(c, a, 6)+6(a, 0)-起-6--0,(c, a)此时,*12*
281228×12187=21—7-3=11(28, 12)(28, 12)2(28, 12)28×12+13(28, 12) -28-12 13-83故g(a, b,c)(28., 12)即线性型12元+13g+28z的最大不可表数为8384联立一次不定方程组对于联立的情形,我们首先证明定理1设L(a)-aria++ag,(r-1,",s),auz0,,3-1,…,8,是8个整系数的线性型,设其系数矩阵D=(a),且DI>0,刻存在单位模变换X1:(1).PX.变L,()(r-1,,s)为Xi,C2iXi+CX,gX+.*+0wX这里0>0(=1,, 8),0≤01, Gr2, ", r,r-1<0r =2, ",8. 且ID] -011*-Cs.证设1=(a1,*,a)>0,由$2定理1的推论知,存在单位模变换[0ig+]1++*=P(2).as228使L()(r1,,)变为C18+1,021g+1+22s+2+.+228y*,Caias+1(3)+oa++-+0a28,.13