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#76734

Найдите все пары (x;y)  натуральных чисел, для которых оба числа x2+8y;y2− 8x  являются точными квадратами.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте внимательно посмотрим на наши выражения. Нельзя ли сразу угадать какую-то пару чисел, удовлетворяющую условиям задачи. Пусть x равен какому-то натуральному n. Тогда какой должен быть y, чтобы первое выражение было квадратом?

Подсказка 2

Верно, тогда y=n+2. Можно проверить, что условие задачи выполняется. Что же делать теперь? Ведь y может быть больше или меньше x+2. Какую идею тогда здесь можно применить для дальнейшей оценки наших выражений, чтобы перебирать другие варианты было проще?

Подсказка 3

Да, можно попробовать зажать наши числа между квадратами. Если y < x+2, то первое выражение будет находиться между x² и (x+4)², и остаётся только вариант для (x+2)² = x² + 8y из-за чётности. Аналогично рассматривается, если y > x+2. Тут уже второе число зажимается между y² и (y-4)². Осталось только технически это всё реализовать и найти оставшиеся решения. Победа!

Показать ответ и решение

Легко проверить, что пары вида (n;n +2)  , где n – натуральное число, удовлетворяют условию задачи. Пусть (x;y)  – любая другая пара, удовлетворяющая условию задачи. Рассмотрим два случая.

1) Пусть сначала y < x+ 2  . Тогда 2   2       2              2
x <x + 8y < x + 8(x+ 2)= (x+ 4)  , откуда  2          2
x + 8y =(x+ k)  , где k ∈{1;2;3} . Очевидно, возможен лишь случай k= 2  (по чётности), и тогда x= 2y − 1  .

Осталось выяснить, при каких натуральных y  число  2       2
y − 8x= y − 16y+ 8  будет точным квадратом. Пусть  2          2
y − 16y+ 8= a  , тогда       √-----2
y =8±  56+ a  . Число под корнем должно быть точным квадратом:      2  2
56+ a = c  , т. е. 2   2
c− a = 56  .

Разложим 56  на множители и рассмотрим системы. Учитывая, что c− a  и c+ a  имеют одинаковую чётность, отбросим лишние, останутся системы:

{
  c− a =   4
  c+ a =   14

{ c− a =   2
  c+ a =   28

откуда c= 9,a= 5  или c= 15  , a= 13  .

При a= 5  значение y = 8± √56+25  и подходит y = 8+9 =17  . При a= 13  значение y = 8± √56+-169  и подойдет y =8+ 15= 23  . Поскольку x= 2y− 1  , получаем пары (45;23)  и (33;17)  .

2) Пусть теперь y > x+ 2  , т. е. x <y − 2  . Здесь y > 4  , и мы имеем (y− 4)2 = y2− 8(y− 2)<y2− 8x< y2  . Значит, y2− 8x= (y − k)2  , где k ∈{1;2;3} . Опять возможен только случай k= 2  (по чётности), так что y = 2x +1  .

Пусть x2 +16x+ 8= b2  , тогда x= −8± √56+-b2  . Выше показано, что число под корнем является точным квадратом только при b= 5  или b= 13  . Тогда x =1  или x =7  . Получаем пары (1;3)  и (7;15)  , первая из которых входит в множество (n;n+ 2) .

Ответ:

 (7;15),(33;17),(45;23),(n;n+ 2),n∈ ℕ

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!