Rickert-type upper bound for the Pell index
Opendiophantine_rickert_bounddiophantine-equationsnumber-theory
With the Pell-index data and the threshold hypothesis, the index satisfies the explicit logarithmic upper bound in the formal statement. Lemma 3.3 of M. Cipu and Y. Fujita, Glas. Mat. 50 (2015) (via their Theorem 2.2 and Lemma 3.1).
Preamble
import Definitions.Def_diophantine_pell import Mathlib.Analysis.SpecialFunctions.Log.Basic set_option autoImplicit false open DiophantineDescent
Formal statement
theorem diophantine_rickert_bound (a b c a' : Nat)
(m n : Nat) (z₀ x₀ z₁ y₁ : Int) (s t : Nat)
(ha : 0 < a) (hab : a < b) (hbc : b < c)
(ha' : a' = Nat.max (b - a) a)
(hs : a * c + 1 = s ^ 2) (ht : b * c + 1 = t ^ 2)
(hm : 3 ≤ m) (hn : 2 ≤ n) (hz0 : (z₀ = 1 ∨ z₀ = -1))
(hsol1 : (a : Int) * z₀ ^ 2 - (c : Int) * x₀ ^ 2 = (a : Int) - c)
(hsol2 : (b : Int) * z₁ ^ 2 - (c : Int) * y₁ ^ 2 = (b : Int) - c)
(hcommon : PellV (s : Int) (c : Int) z₀ x₀ (2 * m)
= PellW (t : Int) (c : Int) z₁ y₁ (2 * n))
(hthr : (3706 / 10000 : ℝ) * (a' : ℝ) * (b : ℝ) * ((b : ℝ) - (a : ℝ)) ^ 2
/ (a : ℝ) ≤ (c : ℝ)) :
(n : ℝ) < 4
* Real.log (84060000000000 * Real.sqrt (a : ℝ) * Real.sqrt (a' : ℝ)
* (b : ℝ) ^ 2 * (c : ℝ))
* Real.log (1643 / 1000 * Real.sqrt (a : ℝ) * Real.sqrt (b : ℝ)
/ ((b : ℝ) - (a : ℝ)) * (c : ℝ))
/ (Real.log (4 * (b : ℝ) * (c : ℝ))
* Real.log (2699 / 10000 * (a : ℝ) / (a' : ℝ) / (b : ℝ)
/ ((b : ℝ) - (a : ℝ)) ^ 2 * (c : ℝ))) := by
sorrySource
M. Cipu and Y. Fujita, Glas. Mat. 50 (2015), Section 3, Lemma 3.3