题拍拍征解问题[28](已解决)

求证:不存在正整数 $a_1<a_2<a_3$,$b_1>b_2>b_3$,使得\[2^{a_1}+3^{b_1}=2^{a_2}+3^{b_2}=2^{a_3}+3^{b_3}.\]


2021年7月1日,by xixiggg:

$s=2^a+3^b$,其中 $s,a,b\in \mathbb{N}^{\ast}$.固定 $s$,考虑关于 $a,b$ 的不定方程\[2^a+3^b=s.\]$2^a\geqslant 3^b$,则 $\dfrac s 2\leqslant 2^a\leqslant s-1$,因为 $s-1<2\cdot \dfrac s2$,满足该式的 $a$ 至多一个.从而满足 $2^a\geqslant 3^b$ 的不定方程的正整数解 $(a,b)$ 至多一组.
$2^a<3^b$,则 $\dfrac s 2\leqslant 3^b\leqslant s-1$,因为 $s-1<3\cdot \dfrac s2$,满足该式的 $b$ 至多一个.从而满足 $2^a<3^b$ 的不定方程的正整数解 $(a,b)$ 至多一组.
因此,不定方程至多有两组正整数解,由此立得原题结论成立.

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