Hiệu ứng

Menu

Blogroll

"Nếu không thử vì sợ thất bại thì bạn không hề tôn trọng tuổi trẻ và thời gian của mình...... Nếu cô ta tuyệt vời, cô ta sẽ không dễ dàng. Nếu cô ta dễ dàng, cô ta sẽ không tuyệt vời. Nếu cô ta xứng đáng, bạn sẽ không bỏ cuộc. Nếu bạn bỏ cuộc, bạn không xứng đáng... Sự thật là, tất cả mọi người sẽ làm bạn tổn thương; điều quan trọng là bạn tìm ra được người đáng cho bạn chịu đựng khổ đau..... Nếu có một cô gái sẵn sàng chết vì bạn,bạn biết vì sao không, nó chứng tỏ cô ấy thà chết còn hơn phải yêu bạn.

Tìm kiếm

Thứ Tư, 25 tháng 6, 2014

Number theory 4: 1988 IMO Problems

Let $a$ and $b$ be positive integers such that $ab+1$ divides $a^2+b^2$. Show that $\dfrac{a^2+b^2}{ab+1}$ is the square of an integer.

Solution
Choose integers $a,b,k$  such that $a^2+b^2=k(ab+1)$ ($k \in N*$) 
Now, for fixed $k$, out of all pairs $(a,b)$ choose the one with the lowest value of $min(ab)$. Label $b'=min(a,b)$,$a'=max(a,b)$. 
Thus,$a'^2-kb'a'+b'^2-k=0$ is a quadratic in $a'$. 
Should there be another root, c, the root would satisfy: $b'c\leq a'c=b'^2-k<b'^2\Rightarrow c<b'$ (By Viete) 
Thus, $c$  isn't a positive integer (if it were, it would contradict the minimality condition).
 But $c=kb'-a'$, (By Viete $c'+a'=kb'$) so $c$ is an integer; hence, $c\leq 0$. 
In addition, $(a'+1)(c+1)=a'c+a'+c+1=b'^2-k+b'k+1=b'^2+(b'-1)k+1 \geq 1$  so that $c \geq -1$.
 We conclude that $c=0$ so that $b'^2=k$.
$\Rightarrow k$ is the square of an integer.
This construction works whenever there exists a solution $(a,b)$ for a fixed $k$ , hence $k$  is always a perfect square.

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét