Тема . ТЕОРИЯ ЧИСЕЛ

Метод спуска, индукция и последовательное конструирование в ТЧ

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#121179

Пусть a  и b  - натуральные числа такие, что ab+1  делит a2+b2  . Докажите, что a2+b2
ab+1  является квадратом целого числа.

Показать доказательство

Решение 1: Выберем целые числа a,b,k,  такие что:

 2   2
a + b = k(ab+ 1).

Для фиксированного k  рассмотрим пару (a,b)  с минимальным значением min(a,b).  Обозначим b′ = min(a,b),  a′ =max(a,b).  Тогда квадратное уравнение относительно a′ :

′2   ′ ′  ′2
a − kba +b − k= 0.

Если существует другой корень c′,  то:

b′c′ ≤a′c′ = b′2− k< b′2 =⇒ c′ < b′.

Если c′ ∈ ℕ,  то это противоречит условию минимальности b′,  поэтому c′ не может быть положительным целым. По формуле Виета:

c′ =kb′− a′,

что делает c′ целым. Из неравенства:

(a′+ 1)(c′+1)= b′2+ (b′− 1)k+ 1≥ 1 =⇒ c′ >− 1,

следует c′ = 0.  Тогда:

b′2 = k.

Таким образом, k  всегда является полным квадратом.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Решение 2: Предположим противное: пусть    a2+b2
c= ab+1  не является квадратом. Без ограничения общности a≥ b.  Выберем пару (a,b)  с минимальной суммой a+ b.  Рассмотрим квадратное уравнение:

P(a)= a2 − bca+b2− c= 0.

Его корни r
1  и r
 2  удовлетворяют:

                   2
r1+ r2 =bc и  r1r2 = b − c.

Пусть r1 = a,  тогда второй корень:

          b2−-c
r2 = bc− a=  a  < a, так как c> 0.

Так как c  не квадрат, r2 ⁄= 0.  Подставляя r2  в исходное уравнение:

   r2+ b2
c= r22b+1.

Так как c> 0,  то r2b+1 >0 =⇒ r2 > 0.  Из r2 <a  следует r2+ b< a+ b,  что противоречит минимальности a+ b.  Следовательно, c  обязано быть квадратом.

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!