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#128440

Про натуральные числа a  и b  известно, что a2+ b2+1  делится на ab.  Докажите, что a2+b2+ 1= 3ab.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Соотношение делимости и требуемое равенство связаны. Можно ли эту делимость переписать иначе, так, чтобы получилось уравнение?

Подсказка 2

Условие a² + b² + 1⋮ab можно переписать как a² + b² + 1 = kab для некоторого натурального k. Попробуй рассмотреть это соотношение как уравнение относительно a, фиксируя b. На что похоже получившееся уравнение?

Подсказка 3

Составим квадратный трехчлен, одним из корней которого является a:

Подсказка 3

Воспользовавшись прыжками Виета, можно прийти к крайним случаям. Какими они будут?

Подсказка 4

В случае b = 1 нельзя совершить очередной прыжок. Стоит исследовать получившееся уравнение.

Показать доказательство

Если a =b,  то a2  должно делить 2a2+ 1,  но они взаимно просты. Откуда a =b =1  и поэтому 3ab= a2+b2+ 1  выполняется. В дальнейшем без потери общности считаем, что a> b.

Пусть

   a2+b2+ 1
k= ---ab---.

Рассмотрим пару (a,b)  с минимальной суммой a +b  среди всех решений. Рассмотрим

a2− (kb)a+ (b2+ 1)=0,

как квадратное уравнение относительно a,  одним из корней которого является x1 = a.  По формулам Виета второй корень может быть представлен в виде:

          b2+ 1
x2 = kb− a=--a--.

Первое представление показывает, что x2  является целым числом, а второе представление, что это число положительно. Неравенство a >b  влечёт, что

     2
x2 = b-+-1< b< a,
      a

если b> 1,  что противоречит минимальности пары (a,b).

Рассмотрим b= 1.  При этом значение a  должно делить a2+2,  и поэтому a  равно 1  или 2.  Случай a= 1  невозможен, поскольку a ⁄=b.  В случае a= 2  имеем

    a2-+b2+-1  6
k =    ab   = 2 =3.

Получаем, что

a2+b2+ 1
---ab---= 3,

то есть 3ab= a2+b2+ 1,  для всех упорядоченных пар (a,b).

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!