Тема . ММО (Московская математическая олимпиада)

Теория чисел на ММО

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела ммо (московская математическая олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#85484

Докажите, что если при n∈ ℕ  число 2+ 2√12n2+-1  целое, то оно точный квадрат.

Источники: ММО - 2024, второй день, 11.3 (см. mmo.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Внимательно посмотрим на выражение. Если наше выражение целое при любых натуральных n, то оно четное. Обозначим его за 2k.

Подсказка 2

Что можно сказать про k после возведения в квадрат полученного уравнения на n и k?

Подсказка 3

Что k — чётное, то есть k = 2m. Получили, что произведение взаимно простых равно квадрату числа. А часто ли такое происходит?

Подсказка 4

Нужно разобрать 2 случая, один из которых не подойдет из-за остатков по модулю 3

Показать доказательство

Если число 2+ 2√12n2+1-  целое при n∈ ℕ  , то оно чётное. Обозначим 2 +2√12n2+-1=  2k,k ∈ℕ  . Тогда √12n2+-1= k− 1  . Возводя это равенство в квадрат, получаем

   2  2
12n = k − 2k

Число k  чётное: k= 2m  , где m ∈ ℕ  .

Тогда

   2    2
12n = 4m  − 4m

3n2 =(m − 1)m

Поскольку числа m  и m − 1  взаимно просты, следует рассмотреть два случая:

1) m− 1= u2,m = 3v2  , где u,v ∈ ℕ,u⋅v = n  ;

2) m− 1= 3u2,m = v2  , где u,v ∈ ℕ,u⋅v = n  .

В первом случае имеем 3v2− 1= u2  , то есть u2  даёт остаток 2 при делении на 3 . Это невозможно, так как точный квадрат может давать при делении на 3 только остатки 0 или 1.

Во втором случае получаем 2+ 2√12n2+-1= 4m =(2v)2  - точный квадрат.

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!