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#86101

Найдите множество всех целых значений суммы

x   y  3
y + 3 + x,

где x  и y  — произвольные натуральные числа.

Источники: Бельчонок - 2024, 11.5 (см. dovuz.sfu-kras.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Пусть сумма из условия равна m, где m - натуральное число (так как х и у натуральные). Для удобства домножим получившееся равенство на 3ху и получим уравнение в натуральных числах. Всё последующее решение задачи — это просто аккуратное рассмотрение делимостей. Например, на что может делиться х?

Подсказка 2

В выражении много троек, проверьте, делится ли х на 3. Это можно сделать от противного.

Подсказка 3

Действительно, х делится на 3, значит можно сделать замену: пусть х = 3z, где z - натуральное число. Подставьте это в равенство и посмотрите какие ещё переменные могут делиться на 3.

Подсказка 4

Верно, либо у, либо z делится на 3. Рассмотрите оба случая и в каждом из них сделайте замену. Тут так же нужно будет подумать, на что могут делиться переменные, и как они относятся друг к другу: может какие-то из переменных делятся на другие?

Показать ответ и решение

Пусть x + y+ 3= m
y   3  x  — натуральное число. Тогда

  2  2
3x + yx+ 9y = 3mxy

Если x  не делится на 3  , то y  делится на 3  . Но в таком случае все члены равенства, кроме 3x2  , делятся на 9  , а 3x2  делится только на 3  , что невозможно. Значит, x  делится на 3  , то есть x= 3z  для некоторого натурального числа z  . Имеем

  2  2
9z +y z+ 3y = 3myz,

откуда y  делится на 3  или z  делится на 3  .

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Пусть y = 3w  . Тогда

z2 +w2z+ w =mwz,

откуда w  делится на z  . Но в таком случае w  делится и на z2  , то есть w= z2u  для некоторого натурального u  . Теперь имеем 1+ z3u2 +u =mzu  , откуда u =1  . Ясно, что число z2+ 2z  будет целым только при z ∈ {1,2} , при этом m ∈ {3,5} .

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Пусть z =3w  . Тогда 27w2+ y2w+ y = 3myw  . Как и выше, отсюда следует, что y  делится на w2  ,то есть y = w2u  для некоторого натурального u  . Теперь имеем 27+ w3u2+ u= 3mwu  , откуда u  делит 27  , то есть u∈{1,3,9,27} . При u= 3,u= 9,u =27  получаем невозможные равенства

 3   3 2     2
3 + w 3 +3 =3 mw

33+w334+ 32 = 33mw

2⋅33 +w336 = 34mw

соответственно. При u =1  число    28+w3
m= --3w--  , откуда w  — делитель 28  , при этом

28+w3 ≡ w3+ 1≡ 0 (mod 3),

то есть w ≡ −1 (mod 3)  . Следовательно, w ∈{2,14} , и тогда m ∈ {6,66} .

Ответ:

 3,5,6,66

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!