<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">apm</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Advances in Pure Mathematics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2160-0384</issn>
      <issn pub-type="ppub">2160-0368</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/apm.2026.163013</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">apm-150414</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>On Exponential Diophantine Triples of Order 2 and the Associated C ∞ Differentiable Manifold</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name name-style="western">
            <surname>Adjibade</surname>
            <given-names>Mouftaou</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <contrib-id contrib-id-type="orcid">0000-0001-5571-6506</contrib-id>
          <name name-style="western">
            <surname>Mouanda</surname>
            <given-names>Joachim Moussounda</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Mathematics Department, Blessington Christian University, Nkayi, Republic of Congo </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The authors declare no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>02</day>
        <month>03</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>03</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>16</volume>
      <issue>03</issue>
      <fpage>270</fpage>
      <lpage>290</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>10</day>
          <month>12</month>
          <year>2025</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>22</day>
          <month>03</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>25</day>
          <month>03</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/apm.2026.163013">https://doi.org/10.4236/apm.2026.163013</self-uri>
      <abstract>
        <p>We investigate exponential Diophantine triples of order 2, which are sets of three integers <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>{</p>
        <p>x,y,z }</p>
        <p>, with <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>x,y,z&gt;1</p>
        <p>, satisfying <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>(</p>
        <p>x</p>
        <p>2</p>
        <p>−1</p>
        <p>)(</p>
        <p>y</p>
        <p>2</p>
        <p>−1</p>
        <p>)+1</p>
        <p>, <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>(</p>
        <p>x</p>
        <p>2</p>
        <p>−1</p>
        <p>)(</p>
        <p>z</p>
        <p>2</p>
        <p>−1</p>
        <p>)+1</p>
        <p>, <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>(</p>
        <p>y</p>
        <p>2</p>
        <p>−1</p>
        <p>)(</p>
        <p>z</p>
        <p>2</p>
        <p>−1</p>
        <p>)+1</p>
        <p>are perfect squares. It is shown that integer points <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>(</p>
        <p>x,y,z</p>
        <p>)</p>
        <p>, with <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>x,y,z&gt;1</p>
        <p>, of a certain <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>C</p>
        <p>∞</p>
        <p>differentiable manifold form such triples. This paper establishes a recursive method for generating, via successive mutations (operations analogous to Vieta mutations as in the Markov surface), infinite families of these triples, thereby linking number theory with differential geometry.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Diophantine Equation</kwd>
        <kwd>Exponential Diophantine -Tuple of Order</kwd>
        <kwd>Differentiable Manifold</kwd>
        <kwd>Normalized Triple</kwd>
        <kwd>Markov Surface</kwd>
        <kwd>Vieta Mutation</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction and Main Results</title>
      <p>The exponential Diophantine equation of the type</p>
      <p>(<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> ) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
      <p>to be solved in positive integers all greater than 1 has been for years studied by many authors. In 2000, Szalay studied first the case <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and proved that the equation (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> ) has no positive integer solution [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. In 2002, Hajdu and Szalay showed that there is no solution for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , there is no solution with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> except for the three cases <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 7 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. The same year, Cohen proved that there is no solution to (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> ) when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , except for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 13 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 239 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. In 2020, Noubissie, Togbe and Zhang showed that the equation (*) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mo></mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> mod </mml:mi><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> prime and <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> even has no solution in positive integers <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. One year later, Yasutsugu Fujita and Maohua Le, using some elementary number theory methods, discussed the existence of positive integer solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the polynomial-exponential Diophantine equation (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> ) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . They proved that if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 13 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 239 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mi> o </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> ) has no solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> | </mml:mo><mml:mi> n </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> o </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi><mml:msub><mml:mi> d </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denoting the order 2 in the factorization of t) [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. In 2024, Mouanda’s work on matrix solutions of Diophantine equations (Fermat’s Diophantine equation, exponential Diophantine equations) shows that these Diophantine equations always admit, in each case, an infinite number of matrix solutions [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Later that same year, Mouanda showed that, given <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> a positive integer, the matrix exponential Diophantine equation</p>
      <disp-formula id="FD1">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>X</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>Y</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>q</mml:mi>
                    <mml:mo>×</mml:mo>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>X</mml:mi>
            <mml:mo>≠</mml:mo>
            <mml:mi>Y</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>q</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>ℕ</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>admits at least <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> different construction structures of matrix solutions and he established the connection between the construction structures of matrix solutions of an exponential Diophantine equation and integer factorization [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. Still in the same year, Mouanda, Dehainsala, Kangni showed that the structures of the matrix solutions of the matrix elliptic curves <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> × </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> allow the construction of the matrix solutions of the equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> X </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> Z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>].</p>
      <p>One can generalize equation (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> ) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by introducing the equation </p>
      <disp-formula id="FD2">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mi> c </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a positive integer constant. For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , one recovers equation (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ∗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> ). For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , one obtains the exponential Diophantine equation of order <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
      <disp-formula id="FD3">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>introduced in 2025 by Mouanda and Dehainsala [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. </p>
      <p>Equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is motivated by the structure of Diophantine tuples. Setting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> reduces to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mi> Y </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a perfect square, which is the classical defining relation for Diophantine pairs. </p>
      <p>In this paper, we study equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the case <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The corresponding exponential Diophantine equation is then </p>
      <disp-formula id="FD4">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this case, using Vieta mutations (as in the Markov theory), we generate tree of exponential Diophantine triples of order 2, exactly as in the classical theory of Markov-type equations. </p>
      <p><bold>Theorem 1.1.</bold> For all integer-valued polynomial of several variables <inline-formula><mml:math><mml:mi> P </mml:mi></mml:math></inline-formula> defined over <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine pair of order 2. </p>
      <p><bold>Theorem 1.2.</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a triple of integers, with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , satisfying the equation </p>
      <disp-formula id="FD5">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then, </p>
      <p><bold>(I.)</bold> The triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine triple of order 2;</p>
      <p><bold>(II.)</bold> Defining the transformations </p>
      <disp-formula id="FD6">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the triples <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are normalized triples of non-zero positive integers satisfying equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ;</p>
      <p><bold>(III.)</bold> The set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> defined by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> | </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a closed, non-compact (unbounded) surface whose integer points <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , correspond to exponential Diophantine triples of order 2;</p>
      <p><bold>(IV.)</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a connected, smooth (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) two-dimensional manifold, invariant under the action of the symmetric group <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Moreover, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the unique minimal integer solution of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and every positive integer point of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> descends in finitely many steps to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>The surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> bears a strong resemblance to the classical Markov surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℳ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , defined by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and shares with it some fundamental features. </p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Preliminaries</title>
      <p><bold>Definition 2.1.</bold> A triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is said to be normalized if </p>
      <disp-formula id="FD7">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Definition 2.2.</bold> A set of <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> non-zero positive integers <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called a Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples if </p>
      <disp-formula id="FD8">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>j</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∀</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>j</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:mo>≠</mml:mo>
            <mml:mi>j</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For example, the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a Diophantine triple since the product of any two elements of this set increased by one unit is a perfect square. In fact, the problem of finding <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> numbers such that the product of any two elements of them increased by one unit is a perfect square can be traced back to the third century AD. This problem was first solved by the Greek mathematician Diophantus when he found that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 33 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 17 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mfrac><mml:mo> , </mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 105 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 16 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a set of four rationals which satisfy the above property. In the integer case, the first Diophantine quadruple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 120 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has been found by Fermat. Euler was able to extend this set by adding the rational number <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn> 777480 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 8288641 </mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In his works, Euler discussed certain problems inspired by Diophantus and explained some elementary constructions for producing Diophantine pairs and highlighted their connection with quadratic equations. He proved the extendability of all Diophantine pair <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to a Diophantine quadruple. Indeed, Euler showed that if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a Diophantine pair, then the set </p>
      <disp-formula id="FD9">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is a Diophantine quadruple [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. In the 20th century, several deep contributions appeared. Using transcendental methods, Alan Baker and Harold Davenport proved in 1969 that Fermat’s quadruple cannot be extended to a quintuple, establishing the first non-extendability result for integer quadruples [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]. In 1979, Arkin, Hoggatt and Strauss proved the extendability of all Diophantine triple to a Diophantine quadruple [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. In January 1999, Philip Gibbs found sets of six positive rationals [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. It is not known whether larger rational Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples exist, or if there is an upper bound, but it is known that no infinite set is a Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples. In 2004, Andrej Dujella proved that there exists at most a finite number of Diophantine quintuples [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>]. Recently, in 2016, He, Togbe and Ziegler finally proved that no integer Diophantine quintuple exists, completing the resolution of Fermat’s conjecture after nearly 400 years. [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. </p>
      <p><bold>Definition 2.3.</bold> A set of <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> positive integers <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math><mml:mi> i </mml:mi></mml:math></inline-formula> , is called an exponential Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples of order <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo></mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if </p>
      <disp-formula id="FD10">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∀</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>j</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>m</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:mo>≠</mml:mo>
            <mml:mi>j</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have the exponential Diophantine equation of order 1</p>
      <disp-formula id="FD11">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Setting </p>
      <disp-formula id="FD12">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We have </p>
      <disp-formula id="FD13">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>1.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this case, the problem of finding exponential Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples of order 1 comes down to finding Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples. Indeed, if the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> non-zero positive integers is a Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples, then the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples of order 1. For instance, the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 120 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a Diophantine quadruple, then the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 9 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 121 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine quadruple of order 1. As there does not exist Diophantine quintuple, there does not exist exponential Diophantine quintuple of order 1 either. </p>
      <p>Assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have the exponential Diophantine equation of order 2</p>
      <disp-formula id="FD14">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The sets <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 11 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 11 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 64 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 41 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 153 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:math></inline-formula> are exponential Diophantine triples of order 2. </p>
      <p>Assume that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have the exponential Diophantine equation of order 3</p>
      <disp-formula id="FD15">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The sets <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 277 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 11 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 13 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 37 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 91 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mo> ⋯ </mml:mo></mml:math></inline-formula> are exponential Diophantine pairs of order 3. It is not yet known whether exponential Diophantine triples of order 3 exist. </p>
      <p>For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , it is not yet known whether the equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has any solution. </p>
      <p><bold>Definition 2.4.</bold> An exponential Diophantine <inline-formula><mml:math><mml:mi> m </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuples <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of order <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> is said to be trivial if at least one of the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> equals 1.</p>
      <p><bold>Definition 2.5.</bold> Let <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> be a subset of a topological space <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> A </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> X </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> is closed if it contains all its limit points; that is, if every convergent sequence <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> A </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has its limit also in <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>Definition 2.6.</bold> A subset of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is compact if and only if it is closed and bounded (Heine-Borel Theorem). </p>
      <p><bold>Remark 2.7.</bold> Closed and bounded implies compact in Euclidean spaces (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) but not in general topological spaces. </p>
      <p><bold>Definition 2.8.</bold> A topological space <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> is said to be connected if it cannot be written as the union of two nonempty, disjoint, open subsets of <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> . In other words, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are two open subsets of <inline-formula><mml:math><mml:mi> X </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> X </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> X </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> ∅ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Definition 2.9.</bold> The gradient of a function is a vector that points in the direction of the greatest rate of increase of the function at a given point and is calculated by taking the partial derivative of the function with respect to each of its variables. For a differentiable function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the gradient vector field is given by </p>
      <disp-formula id="FD16">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>∇</mml:mo>
            <mml:mi>f</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Definition 2.10.</bold> A regular surface is a subset of a three-dimensional space which can be defined implicitly by an equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that the gradient of the function </p>
      <disp-formula id="FD17">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>∇</mml:mo>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>F</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>F</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>F</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>must be non-zero at every point on the surface. </p>
      <p><bold>Definition 2.11.</bold> A differentiable manifold of dimension <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a Hausdorff, second-countable topological space <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> that is locally homeomorphic to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , together with an atlas </p>
      <disp-formula id="FD18">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>U</mml:mi>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>φ</mml:mi>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>⊂</mml:mo>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>is</mml:mtext>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mtext>open</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>of coordinate charts such that all transition maps </p>
      <disp-formula id="FD19">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∘</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>j</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>j</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (typically <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), <italic>i.e.</italic> they are <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> -times continuously differentiable. </p>
      <p>When the transition maps are all <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the manifold is called a smooth (or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) differentiable manifold.</p>
      <p>Now let us precise what are Charts, atlases, and transition maps. </p>
      <p>Each point on a manifold has a local coordinate system. This means that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∀ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , there exists an open neighborhood <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and an homeomorphism </p>
      <disp-formula id="FD20">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>x</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⊂</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>ℝ</mml:mi>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a chart of <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> or a local coordinate system. </p>
      <p>A specific collection of charts <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which covers a manifold is called an atlas of <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> . An atlas is not unique as all manifolds can be covered in multiple ways using different combinations of charts. Two atlases are said to be equivalent if their union is also an atlas. The atlas containing all possible charts consistent with a given atlas is called the maximal atlas. Charts in an atlas may overlap and a single point of a manifold may be represented in several charts. Given two overlapping charts <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the transition map or the change of coordinates is </p>
      <disp-formula id="FD21">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>∘</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>j</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>j</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>φ</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>U</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Examples:</bold> One-dimensional manifolds include lines and circles. Two-dimensional manifolds, also called surfaces, include the plane, the sphere, and the torus. </p>
      <p><bold>Remark 2.12.</bold> Every regular surface in Euclidean space defines a two-dimensional differentiable manifold. </p>
      <p><bold>Definition 2.13.</bold> Given an equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and a solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , assume that <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> is quadratic in one variable, say <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>A Vieta mutation in the variable <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> consists in replacing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by the second root of the quadratic equation obtained by viewing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as the unknown, while keeping the other variables fixed.</p>
      <p>The new value of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is determined via Viète’s relations (sum and product of the roots), and the resulting <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> -tuple is again a solution of the equation. </p>
      <p><bold>Definition 2.14.</bold> An exponential Diophantine triple of order 2 is said to be minimal if it is non-trivial and does not arise from another non-trivial exponential Diophantine triple of order 2 via an increasing Vieta mutation.</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Proof of the Main Results</title>
      <p>In this section, we show that the linear relation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> implies that any two consecutive integers form an exponential Diophantine pair of order 2. It is a sufficient condition for constructing exponential Diophantine pairs of order 2 of the form <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> where <inline-formula><mml:math><mml:mi> P </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an integer-valued polynomial of several variables defined over <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . We then show, via a Markov-type recurrence, how to construct infinite trees of exponential Diophantine triples of order 2. </p>
      <p>Proof of the theorem 1.1.</p>
      <p>Considering the exponential Diophantine equation of order 2</p>
      <disp-formula id="FD22">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We can write equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as </p>
      <disp-formula id="FD23">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>So, one of the sufficient conditions for the equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to be true is </p>
      <disp-formula id="FD24">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Expanding the terms on the left side hand in this system of simultaneous equations, we obtain </p>
      <disp-formula id="FD25">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then, this implies that </p>
      <disp-formula id="FD26">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and </p>
      <disp-formula id="FD27">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1.</mml:mn>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus, we have </p>
      <disp-formula id="FD28">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1.</mml:mn>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Substituting these values in equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we get </p>
      <disp-formula id="FD29">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∀</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us now set for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> an integer-valued polynomial of several variables defined over <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD30">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>∈</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>ℕ</mml:mi>
                      <mml:mi>n</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>⋯</mml:mo>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1.</mml:mn>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is then a polynomial-exponential Diophantine pair of order 2.</p>
      <p>Indeed, we have </p>
      <disp-formula id="FD31">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>P</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>P</mml:mi>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∀</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Examples of polynomial-exponential Diophantine pairs of order 2:</bold></p>
      <p>The following sets are polynomial-exponential Diophantine pairs of order 2. </p>
      <disp-formula id="FD32">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD33">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD34">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>w</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>5</mml:mn>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Define the sequences <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> w </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> respectively by </p>
      <disp-formula id="FD35">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>u</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>w</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then, the sequences <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> w </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are sequences of exponential Diophantine pairs of order 2. </p>
      <p>Now let us prove our main theorem. </p>
      <p><bold>Proof of the theorem 1.2.</bold></p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a triple of integers, with </p>
      <disp-formula id="FD36">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>satisfying the equation </p>
      <disp-formula id="FD37">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us show <bold>(I.)</bold></p>
      <p>Let us prove that the triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine triple of order 2. </p>
      <p>We have </p>
      <disp-formula id="FD38">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>But </p>
      <disp-formula id="FD39">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We can write equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as </p>
      <disp-formula id="FD40">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>It is straightforward to see that </p>
      <disp-formula id="FD41">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Proceeding as in the above case, we show that </p>
      <disp-formula id="FD42">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and that </p>
      <disp-formula id="FD43">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Hence, we have </p>
      <disp-formula id="FD44">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                                <mml:mi>b</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>c</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>λ</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>c</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                                <mml:mi>c</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>b</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>λ</mml:mi>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>c</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>b</mml:mi>
                                <mml:mi>c</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>λ</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Then, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine triple of order 2.</p>
      <p>We have thus shown that if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a normalized triple of integers, with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then </p>
      <disp-formula id="FD45">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>Γ</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of solutions of equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> Γ </mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the set of exponential Diophantine triples of order 2.</p>
      <p>Let us show <bold>(II.)</bold></p>
      <p>Let us consider the equation </p>
      <disp-formula id="FD46">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>E</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Fixing <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> c </mml:mi></mml:math></inline-formula> , this equation can be rewritten as a quadratic equation in <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> : </p>
      <disp-formula id="FD47">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> a </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a second-degree equation whose sum of roots is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and whose product of roots is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> c </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . If <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a solution of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> a </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then </p>
      <disp-formula id="FD48">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>a</mml:mi>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is also a solution. This shows that if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is also a solution of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>By considering similarly the quadratic equations in <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> , denoted <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and in <inline-formula><mml:math><mml:mi> c </mml:mi></mml:math></inline-formula> , denoted <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , one shows, as above, that if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are also solutions of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Therefore, if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a solution of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , one can define new solution triples </p>
      <disp-formula id="FD49">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This shows that the positive integer solutions can be generated recursively, in a manner analogous to that of Markov triples. </p>
      <p>Triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
      <p>We have</p>
      <disp-formula id="FD50">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The normalized form is therefore </p>
      <disp-formula id="FD51">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
      <p>Similarly, we have </p>
      <disp-formula id="FD52">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The normalized form is therefore </p>
      <disp-formula id="FD53">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
      <p>Fixing <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> , equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be rewritten as a quadratic equation in <inline-formula><mml:math><mml:mi> x </mml:mi></mml:math></inline-formula> : </p>
      <disp-formula id="FD54">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The two roots of the polynomial <inline-formula><mml:math><mml:mi> P </mml:mi></mml:math></inline-formula> are </p>
      <disp-formula id="FD55">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>′</mml:mo>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us compute <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the value of the polynomial at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : </p>
      <disp-formula id="FD56">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2.</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We have </p>
      <disp-formula id="FD57">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>2.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>So </p>
      <disp-formula id="FD58">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus, </p>
      <disp-formula id="FD59">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD60">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD61">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore </p>
      <disp-formula id="FD62">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The polynomial <inline-formula><mml:math><mml:mi> P </mml:mi></mml:math></inline-formula> has a positive leading coefficient. Therefore, if it is negative at <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> lies strictly between its two roots which are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> c </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Hence, </p>
      <disp-formula id="FD63">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Finally </p>
      <disp-formula id="FD64">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>&lt;</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus, the triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> cannot be put into normalized form, since the quantity <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> may lie between <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> , or be smaller than <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Among the three transformations associated with equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , only the two transformations </p>
      <disp-formula id="FD65">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>are used in the construction of the solution trees. These transformations strictly increase the maximal component of the triple and therefore generate genuinely new solutions. </p>
      <p>The third transformation </p>
      <disp-formula id="FD66">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>produces a smaller solution, whose maximal component is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and thus corresponds to a descent in the tree. Consequently, it is excluded in order to avoid backtracking and to obtain an infinite rooted tree of solutions. </p>
      <p>Thus, part (II.) of the theorem is proved; that is, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are normalized triples of non-zero positive integers satisfying equation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Now let us show <bold>(III.)</bold></p>
      <p>Define <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by its implicit equation </p>
      <disp-formula id="FD67">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a polynomial function defined by </p>
      <disp-formula id="FD68">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(i) The set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> ℝ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is closed since <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℝ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a Hausdorff space.</p>
      <p>(ii) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>(iii) By continuity of <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the inverse image of a closed set is closed. Then, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is closed. </p>
      <p>The set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is unbounded. Let us prove it. </p>
      <p>Considering <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (real parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> ). Substituting these values in the implicit equation of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> , we obtain the quadratic equation in <inline-formula><mml:math><mml:mi> z </mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
      <disp-formula id="FD69">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The discriminant is </p>
      <disp-formula id="FD70">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>4</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>8</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>8</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>&gt;</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∀</mml:mo>
            <mml:mi>t</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>ℝ</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, there always exist two real solutions </p>
      <disp-formula id="FD71">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD72">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>t</mml:mi>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD73">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>o</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Thus, one of the solutions satisfies </p>
      <disp-formula id="FD74">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>~</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> contains points of arbitrarily large norm: <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is unbounded. Since a compact subset of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> must be closed and bounded, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is not compact. </p>
      <p>Finally <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is closed, but not bounded (so non compact) since we have found a family of points <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that </p>
      <disp-formula id="FD75">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>‖</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>‖</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>for</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>t</mml:mi>
            <mml:mo>→</mml:mo>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be any integer point of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> , with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . By symmetry, we may assume that it is normalized, we have showed in <bold>(I.)</bold> that the triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine triples of order 2.</p>
      <p>Let us show <bold>(IV.)</bold></p>
      <p><italic>Surface regularity</italic></p>
      <p>We have </p>
      <disp-formula id="FD76">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us search singular points on <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> : Solving <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Calculation of the gradient </p>
      <disp-formula id="FD77">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mo>∇</mml:mo>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Possible singular points verify the system of simultaneous equation </p>
      <disp-formula id="FD78">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In other words</p>
      <disp-formula id="FD79">
        <label>(⋆)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Analyze (⋆)</p>
      <p>First case: if one of the coordinate is 0, say <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We obtain the origin <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , but <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mo> ⇒ </mml:mo></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∉ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .Second case: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we obtain <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . As <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mo> ⇒ </mml:mo></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Proceeding as in the previous case, we get <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We deduce that the possible solutions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the equation (⋆) are such that </p>
      <disp-formula id="FD80">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>1.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>But il is straightforward to see that </p>
      <disp-formula id="FD81">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>≠</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>So, none of these points <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a point of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Finally, there is no point <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo></mml:mo><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mo></mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In other words, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> never takes a zero value on <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Thus, there is no singular point on <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> . This implies that <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a regular (smooth) surface of class <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (since <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> is polynomial) in the Euclidean space <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is a smooth (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) two-dimensional manifold in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Moreover, The equation of the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is symmetric in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , hence if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a solution, every permutation of these numbers is also a solution. Thus, the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is invariant under all permutations of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Subsequently, the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is invariant under the action of the symmetric group <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> acting by permutation of the coordinates.</p>
      <p><italic>Surface connectedness</italic></p>
      <p>Let us prove now that the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is connected (cannot be separated in two disjoint non-empty open subsets). We can reason geometrically and analytically. </p>
      <p>Let us look at what the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> looks like. </p>
      <p>Write <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as a quadratic equation in <inline-formula><mml:math><mml:mi> z </mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
      <disp-formula id="FD82">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The solutions are </p>
      <disp-formula id="FD83">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>provided that </p>
      <disp-formula id="FD84">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>So, for each pair <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have two real values of <inline-formula><mml:math><mml:mi> z </mml:mi></mml:math></inline-formula> (2 sheets) </p>
      <disp-formula id="FD85">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            </mml:msqrt>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Define </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the sheet relating to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by </p>
      <disp-formula id="FD86">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the sheet relating to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by </p>
      <disp-formula id="FD87">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mo>−</mml:mo>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>∈</mml:mo>
                <mml:mi>ℝ</mml:mi>
                <mml:mo>|</mml:mo>
                <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                <mml:mo>≥</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>So, for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the two sheets <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> intersect and their intersection <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo></mml:msub><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> defines a curve called the junction curve (see <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>). </p>
      <p>Then, the junction curve corresponds to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , that is to say </p>
      <disp-formula id="FD88">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this case, the two sheets meet and we have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><italic>Explicit equation of the junction curve</italic></p>
      <disp-formula id="FD89">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>.</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>It can be considered as a plane curve in the plane <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and then we move it up in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> via <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/5302700-rId893.jpeg?20260325030134" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 1</bold><bold>.</bold> Junction curve.</p>
      <p><italic><bold>Continuity between branches</bold></italic><italic><bold>±</bold></italic></p>
      <p>The two signs in </p>
      <disp-formula id="FD90">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>y</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>do not define two disjoint components, because they meet on the curve where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , that is to say </p>
      <disp-formula id="FD91">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Along this curve, the two real branches coincide (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), ensuring the continuity of the surface at the junction. No discontinuity or gap occurs; hence, the two components smoothly connect to form a single continuous surface, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref>. </p>
      <p><italic><bold>Symmetries</bold></italic></p>
      <p>The implicit equation </p>
      <disp-formula id="FD92">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is fully symmetric in the variables <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Moreover, it is invariant under any even sign change, meaning that the substitution of two among the variables by their opposites leaves the equation unchanged.</p>
      <p>Equivalently, </p>
      <disp-formula id="FD93">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>so</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>on</mml:mtext>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>These symmetry operations map one local branch of the surface onto another. </p>
      <fig id="fig2">
        <label>Figure 2</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/5302700-rId908.jpeg?20260325030134" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 2</bold><bold>.</bold> Surface <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:msup><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:msup><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Finally, the surface exhibits full symmetry and contains no singularities or discontinuities. The “+” and “-” branches are continuously joined along the boundary defined by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Hence, the surface has no isolated components, and we conclude that <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is connected. </p>
      <p><italic><bold>Minimal triple on</bold></italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a point of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> . By symmetry, we may assume that it is normalized, <italic>i.e.</italic></p>
      <disp-formula id="FD94">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>case 1: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>We have seen that the Vieta mutation</p>
      <disp-formula id="FD95">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>strictly decreases the maximal component.</p>
      <p>case 2: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>In this case, it is pretty simple to see that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>The Vieta mutation </p>
      <disp-formula id="FD96">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>strictly decreases the maximal component.</p>
      <p>case 3: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>The only solution is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and it is easy to see that there is no Vieta mutation that decreases the maximal component of the triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>Therefore, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the only positive integer point of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> for which no such decreasing mutation exists. </p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℕ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a point of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that </p>
      <disp-formula id="FD97">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≠ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , one can always choose a mutation (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) that decreases the maximum component. Since the components are integers and bounded below, this descent process must terminate after finitely many steps. The only solution for which no such decreasing mutation exists is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>This proves that every positive integer point of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> descends in finitely many steps to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the minimal triple that generates all positive integer solutions on the surface, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref>.</p>
      <p><italic><bold>Diagram of the solution tree of</bold></italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
      <fig id="fig3">
        <label>Figure 3</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/5302700-rId965.jpeg?20260325030134" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 3</bold><bold>.</bold> Tree generated from the single minimal triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Construction of the Tree of Exponential Diophantine Triples of Order 2</title>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a normalized triple of integers, with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , satisfying the equation </p>
      <disp-formula id="FD98">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>a</mml:mi>
            <mml:mi>b</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We define the two transformations: </p>
      <disp-formula id="FD99">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mi>c</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>These transformations have the following properties:</p>
      <p>1. They produce new solutions of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> E </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then so do <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p>2. They are increasing.</p>
      <p>For a normalized triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the largest component of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is strictly greater than <inline-formula><mml:math><mml:mi> c </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Therefore, repeated applications generate triples with strictly increasing maximal elements. </p>
      <p><italic><bold>Recursive Generation</bold></italic></p>
      <p>Starting from an initial normalized triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> c </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we can</p>
      <p>1. Apply <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to obtain two new normalized triples.</p>
      <p>2. Apply <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> recursively to each new triple, indefinitely, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref>.</p>
      <p>This process generates:</p>
      <p>infinite trees of solutions,consisting only of normalized triples,with strictly increasing components, avoiding cycles and repetitions.</p>
      <p><italic><bold>Remarks</bold></italic></p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is not used in this construction, since it produces smaller triples that have already appeared in the tree and does not contribute to the growing solution tree. This method is analogous to the construction of the Markov triples tree. </p>
      <p><italic><bold>Solution tree</bold></italic></p>
      <fig id="fig4">
        <label>Figure 4</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/5302700-rId1006.jpeg?20260325030135" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 4</bold><bold>.</bold>Exponential Diophantine triples of order 2 generated by mutations.</p>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>
        5. Analogy with the Markov Surface
        <inline-formula>
          <mml:math>
            <mml:mi>ℳ</mml:mi>
          </mml:math>
        </inline-formula>
      </title>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> S </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> ℝ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the surface defined by </p>
      <disp-formula id="FD100">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The equation defining <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is structurally similar to the classical Markov equation </p>
      <disp-formula id="FD101">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ℳ</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>z</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>3</mml:mn>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mi>y</mml:mi>
            <mml:mi>z</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>whose integer solutions, the Markov triples, possess deep arithmetic and geometric significance. </p>
      <p>The surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> shares with Markov surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℳ </mml:mi></mml:math></inline-formula> three fundamental features: </p>
      <p><bold>(</bold><bold>i</bold><bold>) A symmetric cubic in three variables</bold></p>
      <p>As in the case of Markov surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℳ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined by an equation symmetric in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , in which the dominant term is the product of the three variables. </p>
      <p><bold>(ii) Invariance under the symmetric group</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
      <p>The surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> is invariant under any permutation of the three variables: </p>
      <disp-formula id="FD102">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>z</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>This is exactly the same geometric property as for the Markov surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℳ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . </p>
      <p><bold>(iii) A tree structure generated by mutations (as in Markov theory)</bold></p>
      <p>On the Markov surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℳ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , positive integer solutions are connected by Vieta involutions </p>
      <disp-formula id="FD103">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>↦</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>These mutations generate an infinite tree that contains all positive integer solutions. </p>
      <p>On the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> , a completely analogous phenomenon occurs: </p>
      <disp-formula id="FD104">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>solution</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>⇒</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>z</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is also a solution. </p>
      <p>This type of transformation:</p>
      <p>corresponds to a birational involution,acts as a hidden symmetry of the surface,produces infinitely many solutions by iteration,generates a tree of solutions, exactly as in the classical theory of Markov.</p>
      <p>The surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> may be viewed as a modified Markov-type surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℳ </mml:mi></mml:math></inline-formula> . The two surfaces share some fundamental features. The Markov surface has the unique minimal integer solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , whereas the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> admits the unique minimal integer solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . All integer solutions of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> are obtained from this solution by iterating Vieta mutations, and they are organized into a single rooted infinite solution tree, exactly as in the Markov surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℳ </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Numerical Examples</title>
      <p>For all integer-valued polynomial <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of several variables over <inline-formula><mml:math><mml:mi> ℕ </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an exponential Diophantine pair of order 2. We can extend this pair to a triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> Q </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by considering the quadratic equation in <inline-formula><mml:math><mml:mi> Q </mml:mi></mml:math></inline-formula> :</p>
      <disp-formula id="FD105">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mi>Q</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We have two solutions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (trivial solution) and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Q </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is then an exponential Diophantine triple of order 2.</p>
      <p>Setting <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we obtain the infinite parametric family of exponential Diophantine triples of order 2: </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <disp-formula id="FD106">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>11</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>23</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>39</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>59</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>7</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>83</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>7</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>111</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>9</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>143</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>9</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>10</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>179</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>10</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>11</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>219</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Applying the transformation <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we obtain the infinite parametric family of exponential Diophantine triples of order 2:</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <disp-formula id="FD107">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>11</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>41</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>23</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>134</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>39</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>307</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>5</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>59</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>584</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>83</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>989</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>7</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>111</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>1546</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>{</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>143</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mn>2279</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>}</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mo>⋯</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>More generally, from the polynomial-exponential Diophantine triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> P </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of order 2, we can, exactly as in the construction of the solution tree, using the transformations <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , generate new ones recursively (see <xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref>). </p>
      <p>Denote by </p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : the starting generation and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : the nth generation,</p>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the number of exponential Diophantine triples at the nth generation.</p>
      <p>Then, we have </p>
      <disp-formula id="FD108">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mo>⋯</mml:mo>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mi>n</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>and</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>lim</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:munder>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>G</mml:mi>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>|</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>∞</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mi> n </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> follows a geometric progression of first term <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> G </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and ratio 2.</p>
      <fig id="fig5">
        <label>Figure 5</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/5302700-rId1109.jpeg?20260325030135" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 5</bold><bold>.</bold>Tree of polynomial-exponential Diophantine triples of order 2.</p>
      <p>With: </p>
      <disp-formula id="FD109">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:msup>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD110">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD111">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>P</mml:mi>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>16</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>32</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>24</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD112">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>24</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>16</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>4</mml:mn>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD113">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>8</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>16</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>5</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>48</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>28</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>20</mml:mn>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>11</mml:mn>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The family <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a family of many infinitely minimal exponential Diophantine triples of order 2. </p>
      <p>Fixing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we find the minimal triple <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 11 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from which infinitely many further triples are generated via mutations, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref>. </p>
      <fig id="fig6">
        <label>Figure 6</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/5302700-rId1126.jpeg?20260325030135" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 6</bold><bold>.</bold>Tree of exponential Diophantine triples of order 2 rooted at {2,3,11}.</p>
      <p>The family <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , defines an algebraic curve <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script"> C </mml:mi><mml:mo> ⊂ </mml:mo><mml:mi> S </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Eliminating the parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the curve <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> is given explicitly by </p>
      <disp-formula id="FD114">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>0.</mml:mn>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Geometrically, the curve <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the intersection of the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> with the affine plane <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD115">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
            <mml:mo>
            </mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>∩</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>}</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>As the intersection of the surface <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> with the affine plane <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the curve <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> is an algebraic subvariety of <inline-formula><mml:math><mml:mi> S </mml:mi></mml:math></inline-formula> . The curve <inline-formula><mml:math><mml:mi mathvariant="script"> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> carries an infinite family of integer points, corresponding to a parametrized family of exponential Diophantine triples of order 2. </p>
      <p>In this work, the study of exponential Diophantine triples of order 2 is based on a close interplay between geometry and number theory. A discrete arithmetic problem is reformulated as the study of integer points on a smooth differential surface:</p>
      <p>arithmetic mutations correspond to geometric symmetries of the surface,generation and organization of Diophantine solutions are governed by the global geometry of the surface such as its symmetries, connectedness, and smoothness, arithmetic parameterizations correspond to well-defined geometric subvarieties.</p>
      <p>By interpreting solutions as integer points on a smooth real algebraic surface, a discrete arithmetic problem is embedded into a continuous geometric setting involving tools from geometry such as smoothness, connectedness, unboundedness, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> S </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -symmetry, algebraic curves contained in the surface, and Vieta-type birational involutions acting as geometric automorphisms. These structures organize the solutions into arborescence, enable the systematic generation of new solutions by successive mutations, and yield parametric families of Diophantine solutions. Conversely, Diophantine constraints such as quadratic equations, Markov-type recurrences, and explicit parameterizations uncover algebraic substructures of the surface, notably curves carrying infinitely many integer points, revealing hidden geometric symmetries.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Szalay, L. (2000) On the Diophantine Equation . <italic>Publicationes</italic><italic>Mathematicae</italic><italic>Debrecen</italic>, 57, 1-9. https://doi.org/10.5486/pmd.2000.2069 <pub-id pub-id-type="doi">10.5486/pmd.2000.2069</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.5486/pmd.2000.2069">https://doi.org/10.5486/pmd.2000.2069</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Szalay, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>On the Diophantine Equation</article-title>
            <source>Publicationes Mathematicae Debrecen</source>
            <volume>57</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.5486/pmd.2000.2069</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hajdu, L. and Szalay, L. (2002) On the Diophantine Equation and . <italic>Periodica</italic><italic>Mathematica</italic><italic>Hungarica</italic>, 40, 144-145.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hajdu, L.</string-name>
              <string-name>Szalay, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2002</year>
            <article-title>On the Diophantine Equation and</article-title>
            <source>Periodica Mathematica Hungarica</source>
            <volume>40</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Cohn, J.H.E. (2002) The Diophantine Equation . <italic>Periodica</italic><italic>Mathematica</italic><italic>Hungarica</italic>, 44, 169-175. https://doi.org/10.1023/a:1019688312555 <pub-id pub-id-type="doi">10.1023/a:1019688312555</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1023/a:1019688312555">https://doi.org/10.1023/a:1019688312555</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cohn, J.H.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>2002</year>
            <article-title>The Diophantine Equation</article-title>
            <source>Periodica Mathematica Hungarica</source>
            <volume>44</volume>
            <fpage>101968</fpage>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1023/a:1019688312555</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Noubissie, A., Togbé, A. and Zhang, Z. (2020) On the Exponential Diophantine Equation . <italic>Bulletin of the Belgian Mathematical Society</italic>— <italic>Simon Stevin</italic>, 27, 161-166. https://doi.org/10.36045/bbms/1594346413 <pub-id pub-id-type="doi">10.36045/bbms/1594346413</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.36045/bbms/1594346413">https://doi.org/10.36045/bbms/1594346413</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Noubissie, A.</string-name>
              <string-name>Zhang, Z.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>On the Exponential Diophantine Equation</article-title>
            <source>Bulletin of the Belgian Mathematical Society—Simon Stevin</source>
            <volume>27</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.36045/bbms/1594346413</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Fujita, Y. and Le, M. (2021) A Note on the Polynomial-Exponential Diophantine Equation . <italic>Notes on Number Theory and Discrete Mathematics</italic>, 27, 123-129. https://doi.org/10.7546/nntdm.2021.27.3.123-129 <pub-id pub-id-type="doi">10.7546/nntdm.2021.27.3.123-129</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.7546/nntdm.2021.27.3.123-129">https://doi.org/10.7546/nntdm.2021.27.3.123-129</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Fujita, Y.</string-name>
              <string-name>Le, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>A Note on the Polynomial-Exponential Diophantine Equation</article-title>
            <source>Notes on Number Theory and Discrete Mathematics</source>
            <volume>27</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.7546/nntdm.2021.27.3.123-129</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Moussounda Mouanda, J. (2024) On Beal’s Conjecture for Matrix Solutions and Multiplicative Commutative Groups of Rare Matrices. <italic>Turkish Journal of Analysis and Number Theory</italic>, 12, 1-7. https://doi.org/10.12691/tjant-12-1-1 <pub-id pub-id-type="doi">10.12691/tjant-12-1-1</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.12691/tjant-12-1-1">https://doi.org/10.12691/tjant-12-1-1</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mouanda, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>On Beal’s Conjecture for Matrix Solutions and Multiplicative Commutative Groups of Rare Matrices</article-title>
            <source>Turkish Journal of Analysis and Number Theory</source>
            <volume>12</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.12691/tjant-12-1-1</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Mouanda, J.M. (2024) On Construction Structures of Matrix Solutions of Exponential Diophantine Equations. <italic>Journal of Advances in Mathematics and Computer Science</italic>, 39, 1-14. https://doi.org/10.9734/jamcs/2024/v39i51886 <pub-id pub-id-type="doi">10.9734/jamcs/2024/v39i51886</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.9734/jamcs/2024/v39i51886">https://doi.org/10.9734/jamcs/2024/v39i51886</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mouanda, J.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>On Construction Structures of Matrix Solutions of Exponential Diophantine Equations</article-title>
            <source>Journal of Advances in Mathematics and Computer Science</source>
            <volume>39</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.9734/jamcs/2024/v39i51886</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Mouanda, J.M., Dehainsala, D. and Kangni, K. (2024) On Matrix Elliptic Curves and Matrix Solutions of the Exponential Diophantine Equation . <italic>Japan Journal of Research</italic>, 5, 20. https://doi.org/10.33425/2690-8077.1110 <pub-id pub-id-type="doi">10.33425/2690-8077.1110</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.33425/2690-8077.1110">https://doi.org/10.33425/2690-8077.1110</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mouanda, J.M.</string-name>
              <string-name>Dehainsala, D.</string-name>
              <string-name>Kangni, K.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>On Matrix Elliptic Curves and Matrix Solutions of the Exponential Diophantine Equation</article-title>
            <source>Japan Journal of Research</source>
            <volume>5</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.33425/2690-8077.1110</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Dehainsala, D. and Mouanda, J.M. (2025) On Matrix Strong Exponential Diophantine <italic>m</italic>-Tuples of Order <italic>n</italic>. <italic>American Journal of Computational Mathematics</italic>, 15, 498-505. https://doi.org/10.4236/ajcm.2025.154022 <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ajcm.2025.154022</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ajcm.2025.154022">https://doi.org/10.4236/ajcm.2025.154022</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Dehainsala, D.</string-name>
              <string-name>Mouanda, J.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>On Matrix Strong Exponential Diophantine m-Tuples of Order n</article-title>
            <source>American Journal of Computational Mathematics</source>
            <volume>15</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ajcm.2025.154022</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Euler, L. (1783) Miscellanea Analytica. <italic>Opuscula Analytica</italic>, 1, 329-344.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Euler, L.</string-name>
            </person-group>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Baker, A. and Davenport, H. (1969) The Equations and . <italic>Quarterly Journal of Mathematics</italic> ( <italic>Oxford Series</italic>), 20, Article ID: 129137.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Baker, A.</string-name>
              <string-name>Davenport, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>1969</year>
            <article-title>The Equations and</article-title>
            <source>Quarterly Journal of Mathematics (Oxford Series)</source>
            <volume>20</volume>
            <fpage>129137</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Arkin, J., Hoggatt, V.E. and Straus, E.G. (1979) On Euler’s Solution to a Problem of Diophantus. <italic>The Fibonacci Quarterly</italic>, 17, 333-339. https://doi.org/10.1080/00150517.1979.12430206 <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00150517.1979.12430206</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1080/00150517.1979.12430206">https://doi.org/10.1080/00150517.1979.12430206</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Arkin, J.</string-name>
              <string-name>Hoggatt, V.E.</string-name>
              <string-name>Straus, E.G.</string-name>
            </person-group>
            <year>1979</year>
            <article-title>On Euler’s Solution to a Problem of Diophantus</article-title>
            <source>The Fibonacci Quarterly</source>
            <volume>17</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00150517.1979.12430206</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gibbs, P. (1999) A Generalised Stern-Brocot Tree from Regular Diophantine Quadruples.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gibbs, P.</string-name>
            </person-group>
            <year>1999</year>
            <article-title>A Generalised Stern-Brocot Tree from Regular Diophantine Quadruples</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Dujella, A. (2004) There Are Only Finitely Many Diophantine Quintuples. <italic>Journal für die</italic><italic>reine</italic><italic>und</italic><italic>angewandte</italic><italic>Mathematik</italic> ( <italic>Crelles</italic><italic>Journal</italic>), 2004, 183-204. https://doi.org/10.1515/crll.2004.003 <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/crll.2004.003</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1515/crll.2004.003">https://doi.org/10.1515/crll.2004.003</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Dujella, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2004</year>
            <article-title>There Are Only Finitely Many Diophantine Quintuples</article-title>
            <source>Journal für die reine und angewandte Mathematik (Crelles Journal)</source>
            <volume>2004</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/crll.2004.003</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">He, B., Togbé, A. and Ziegler, V. (2018) There Is No Diophantine Quintuple. <italic>Transactions of the American Mathematical Society</italic>, 371, 6665-6709. https://doi.org/10.1090/tran/7573 <pub-id pub-id-type="doi">10.1090/tran/7573</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1090/tran/7573">https://doi.org/10.1090/tran/7573</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>He, B.</string-name>
              <string-name>Ziegler, V.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>There Is No Diophantine Quintuple</article-title>
            <source>Transactions of the American Mathematical Society</source>
            <volume>371</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1090/tran/7573</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>