5. Известно, что и сумма и произведение двух натуральных чисел a и b — квадраты...

0 голосов
26 просмотров

5. Известно, что и сумма и произведение двух натуральных чисел a и b — квадраты натуральных чисел. Докажите, что число |16a-9b| — не простое.


Алгебра (15 баллов) | 26 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Пусть в силу условия
a+b=x^2 (1)
ab=y^2 (2)
где х, y - некоторые натуральные числа

Предположим что b \geq a
тогда из второго соотношения (2) следует что
b=ak^2
где k - некоторое натуральное число

откуда
|16a-9b|=|16a-9ak^2|=|a(16-9k^2)|=\\\\|a||16-9k^2|=a|16-9k^2|
а значит число |16a-9b| сложное если
|16-9k^2| \neq 1
и a \neq 1

Рассмотрим варианты
1) a=1
b+1=x^2
b=y^2
что невозможно - два последовательных натуральных числа не могут быть квадратами натуральных чисел
(доказательство єтого факта
(b+1)-b=x^2-y^2
1=(x-y)(x+y)
1=x-y
1=x+y
=>x=1; y=0
)
2) 16-9k^2=1
15=9k^2
5=3k^2
=> k - ненатуральное -- невозможно
3) 16-9k^2=-1
17=9k^2
=> k - ненатуральное - невозможно
тем самым окончательно доказали,что исходное утверждение верно.

Случай когда a<b 
Учитывая симметричность выражений a+b=b+a, ab=ba
доказывается аналогично.
Доказано

(407k баллов)