Lời giải:
$3^a+1=(b+1)^2$
$\Rightarrow 3^a+1=b^2+2b+1$
$\Rightarrow 3^a=b^2+2b=b(b+2)$
Đặt $b=3^m, b+2=3^n$ với $m,n$ là hai số tự nhiên, $m+n=a$
Ta có:
$b=3^m, b+2=3^n$
$\Rightarrow 2=3^n-3^m$
Nếu $m,n$ cùng lớn hơn $0$ thì $3^n-3^m\vdots 3$. Mà $2\not\vdots 3$ nên loại
$\Rightarrow$ trong 2 số $m,n$ có ít nhất 1 số bằng $0$.
Mà $n>m$ nên $m=0$.
Khi đó:
$3^n-3^m=3^n-3^0=2\Rightarrow 3^n=3\Rightarrow n=1$
$\Rightarrow a=m+n=0+1=1$
$(b+1)^2=3^a+1=3^1+1=4$
$\Rightarrow b+1=2$
$\Rightarrow b=1$
Vậy.......