Тема . Остатки и сравнения по модулю

Квадратичные вычеты

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела остатки и сравнения по модулю
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68536

Ненулевые взаимно простые в совокупности числа a,b,c,d  удовлетворяют равенству

   ( 1  1  1   1)2
abcd  a + b +c + d = (a +b+ c+ d)2

Докажите, что все нечетные простые делители числа a2+ b2+ c2+d2  дают остаток 1  при делении на 4.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

В уравнениях с целыми числами дроби выглядят не очень приятно. Избавьтесь от них и предположите противное.

Подсказка 2

Если сумма квадратов a, b, c, d делится на p=4k+3, то по модулю p можно выразить a через остальные переменные. Этот шаг сохраняет все условия, поэтому его следует сделать. Теперь у нас есть какое-то равенство и модуль p. Напишите вместо знака равно сравнение.

Подсказка 3

Тождество получилось 6 степени. Попробуйте разложить его на квадратные множители. Как их найти? В условии есть p=4k+3 и квадраты. Как их связать? На самом деле сумма квадратов не бывает равна нулю по модулю p. Докажите это и поймите из этого разложение на множители.

Показать доказательство

После раскрытия скобок и сокращения, а также избавления от знаменателей получаем равенство

  22 2  2 22   22 2   22 2       2  2   2  2
(ab c +a b d +a cd + bc d) =abcd(a + b+ c + d)

Предположим, что a2+ b2 +c2+ d2  имеет некоторый простой делитель p  вида 4k+ 3.  Тогда a2 ≡− b2− c2− d2 (mod p).  При этом

 22 2  2 22   22 2   22 2  2 22    2  2   2 2 2  2 2  2 2
ab c +a b d+ a cd + bc d ≡ bc d − (b +c + d)(bc + cd + bd )≡

≡ −(b2+c2)(c2+ d2)(b2+ d2)≡0  (mod p)

Тогда одна из скобок делится на p.  Пусть, не умаляя общности, b2+ c2  делится на p,  но тогда b  и c  делятся на p  (иначе − 1≡ (b∕c)2  было бы квадратичным вычетом по модулю p =4k+ 3,  что невозможно). Тогда a2+ d2  также делится на p,  откуда  a  и d  делятся на p  — противоречие с взаимной простотой a,b,c,d.

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!