Тема . Уравнения в целых числах

Оценки в уравнениях над Z

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела уравнения в целых числах
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#105492

Даны натуральные числа x,y,z,t  такие, что

xy− zt=x +y =z +t

Могут ли оба числа xy  и zt  быть точными квадратами?

Показать ответ и решение

Предположим, что число x+y =z +t  нечётное. Тогда x  и y  имеют разную чётность, как и z  и t.  Это означает, что оба числа xy  и zt  чётные, как и xy− zt=x +y  — противоречие. Таким образом, x+ y  чётное, и число    x+y   z+t-
s=  2  = 2  является натуральным. Заметим, что тогда числа

   x +y   z+ t     x− y        z− t
s =--2- = -2-,  p= -2--, и  q =-2--

являются целыми (без ограничений общности, будем считать, что p,q ≥ 0).  Имеем

2s=xy − zt= (s +p)(s− p)− (s+ q)(s− q)= q2− p2

так что p  и q  имеют одинаковую чётность, и q >p.

Положим теперь    q−p
k=  2  ,    q+p-
ℓ=  2 .  Тогда     q2−p2-
s =  2  = 2kℓ  и, следовательно,

x= s+ p=2kℓ− k+ ℓ,  y = s− p =2kℓ+ k− ℓ

z = s+ q = 2kℓ+ k+ ℓ, t= s− q = 2kℓ− k− ℓ

Тогда ℓ ≥k >0  и, более того, (k,ℓ)⁄= (1,1),  так как иначе t=0.

Предположим теперь, что оба числа xy  и zt  являются квадратами. Тогда xyzt  также является квадратом. С другой стороны, имеем

xyzt=(2kℓ− k +ℓ)(2kℓ+k − ℓ)(2kℓ+ k+ℓ)(2kℓ− k− ℓ)
= (4k2ℓ2− (k− ℓ)2)(4k2ℓ2− (k+ ℓ)2)=(4k2ℓ2− k2− ℓ2)2− 4k2ℓ2.

Обозначим D = 4k2ℓ2− k2− ℓ2 > 0,  тогда D2 > xyzt.  С другой стороны,

(D − 1)2 = D2 − 2(4k2ℓ2− k2 − ℓ2)+1 =(D2− 4k2ℓ2)− (2k2− 1)(2ℓ2− 1)+2

=xyzt− (2k2− 1)(2ℓ2− 1)+2 <xyzt

поскольку ℓ≥2  и k ≥1.  Таким образом, (D − 1)2 < xyzt< D2,  и xyzt  не может быть полным квадратом — противоречие.

Ответ:

Не могут

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!