整数环上一类矩阵方程Xn+Yn=λnI(n∈N,λ∈Z,λ≠0)的解

设Z,N分别是全体整数和正整数的集合,Mm(Z)表示Z上m阶方阵的集合.本文运用Fermat大定理的结果证明了:对于取定的次数n∈N,n≥3,二阶矩阵方程Xn+Yn=λnI(λ∈Z,λ≠0,X,Y∈M2(Z),且X有一个特征值为有理数)只有平凡解;利用本原素因子的结果得到二阶矩阵方程Xn+Yn=(±1)nI(n∈N,n≥3,X,Y∈M2(Z))有非平凡解当且仅当n=4或gcd(n,6)=1且给出了全部非平凡解;通过构造整数矩阵的方法,证明了下面的矩阵方程有无穷多组非平凡解:(V)n∈N,Xn+ Yn=λnI(λ∈Z,λ≠0,X,Y∈Mn(Z));Xa +Y3=λ3I(λ∈Z,λ≠0,m∈N,m≥2,X,Y∈Mm(Z)).