Fermat–Catalan-sejtés

A számelméletben a Fermat–Catalan-sejtés a nagy Fermat-tétel és a Catalan-sejtés kombinációja. Nevét is ez alapján kapta. A sejtés szerint az

$a^{m} b^{n}=c^{k}\quad$

(Eq.1)

egyenletnek véges sok (a,b,c,m,n,k) megoldása van, ahol mindegyik szám pozitív egész, és a, b, c relatív prímek, és az m, n, k hármasra

${\frac {1}{m}} {\frac {1}{n}} {\frac {1}{k}}<1.$

(Eq.2)

.

2008-ban az (Eq.1) egyenletnek ezek a megoldási voltak ismertek:

$1^{m} 2^{3}=3^{2}\;$

$2^{5} 7^{2}=3^{4}\;$

$13^{2} 7^{3}=2^{9}\;$

$2^{7} 17^{3}=71^{2}\;$

$3^{5} 11^{4}=122^{2}\;$

$33^{8} 1549034^{2}=15613^{3}\;$

$1414^{3} 2213459^{2}=65^{7}\;$

$9262^{3} 15312283^{2}=113^{7}\;$

$17^{7} 76271^{3}=21063928^{2}\;$

$43^{8} 96222^{3}=30042907^{2}\;$

Ezek közül az első (1^m 2³=3²) megoldása egyértelmű, ha a, b és c egyike 1; ez a Catalan-sejtés, ma már tétel, amit 2002-ben Preda Mihăilescu igazolt. Ugyan ez az (Eq.1) egyenletre végtelen sok megoldást ad, mivel m bármilyen 6-nál nagyobb egész szám lehet, de minden ilyen megoldása viszont már egyértelmű.

A Faltings-tétel szerint minden rögzített m, n és k egészre, ami eleget tesz az (Eq.2) egyenletnek, véges sok, az (Eq.1) egyenletet megoldó (a, b, c) relatív prím hármas létezik, de a teljes Fermat–Catalan-sejtés ennél többet állít.

Az abc-sejtés implikálja a Fermat–Catalan-sejtést.

A Beal-sejtés azt állítja, hogy a Fermat–Catalan-sejtés minden megoldásában szerepel a 2 mint kitevő.