Тема . Уравнения в целых числах

Выбор модуля и перебор случаев 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#106001

Назовём натуральное число обнадёживающим, если оно представляется в виде 2a2+ 3b2  при натуральных a,  b.  Докажите, что произведение 2011  обнадёживающих чисел не является точным квадратом.

Показать доказательство

Предположим противное. Тогда существуют 2011  обнадеживающих чисел, которые представляются в виде 2a2+ 3b2
  i   i  при всех i∈ {1,2,...,2011},  произведение которых суть квадрат некоторого натурального числа X.

Если при некотором k  верно, что ak ≡ bk ≡0 (mod 3),  то мы можем перейти к новому набору обнадеживающих чисел, в котором   k  -ое будет представлено в виде

 (a )2  ( b)2
2 3i  +3  3i

а произведение будет равно квадрату числа X-.
3  Тем самым, не более, чем через 2011  шагов, мы придем к набору, в котором никакое обнадеживающее число 2a2i + 3b2i  не удовлетворяет ak ≡ bk ≡ 0 (mod 3).

Назовем a  первой компонентой числа 2a2+ 3b2.  Пусть среди полученного набора ровно C  обнадеживающих чисел таковы, что их первая компонента кратна 3,  тогда каждое из них кратно 3,  и число имеет вид 2(3a′)2+3b2 = 3(6a′2+ b2)  и не кратно 9,  следовательно, C  четно. Поделим каждое такое обнадёживающее число на 3,  тогда их произведение по прежнему будет равно квадрату натурального числа.

Осталось рассмотреть полученное равенство по модулю 3.  Для произвольного совершенного числа 2a2 +3b2,  в котором a  не кратно 3,  верно, что

  2   2
2a + 3b ≡2 ⋅1 +0≡ −1  (mod 3)

а те, что были поделены 3,  имеют вид 6a2+ b2  и

6a2+ b2 ≡ 0+1 ≡1 (mod 3)

следовательно, их произведение сравнимо с (−1)2011−C ⋅1C = −1  по модулю 3,  что невозможно, поскольку оно же является квадратом натурального числа.

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!