Violympic toán 9

Nguyễn Tấn Dũng

tìm p nguyên tố sao cho \(\frac{p+1}{2}\)\(\frac{p^2+1}{2}\) là số chính phương

Nguyen
27 tháng 3 2019 lúc 22:08

Đặt \(\left\{{}\begin{matrix}2\left(p+1\right)=k^2\\2\left(p^2+1\right)=m^2\end{matrix}\right.\)\(\left(k,m\in N,k,m>0\right)\)

Có: \(m^2-2p^2=k^2-2p\)\(\Leftrightarrow\left(m-k\right)\left(m+k\right)=2p\left(p-1\right)\)

*TH 1: \(\left\{{}\begin{matrix}m-k=2\\m+k=p\left(p+1\right)\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}m=k+2\\2k+2=p\left(p+1\right)\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}m=k+2\\2\left(k+1\right)=p\left(p+1\right)\end{matrix}\right.\)\(\Leftrightarrow\left\{{}\begin{matrix}m=k+2\\\left[{}\begin{matrix}\left\{{}\begin{matrix}p=2\\p=k\end{matrix}\right.\\\left\{{}\begin{matrix}p+1=2\\p=k+1\end{matrix}\right.\end{matrix}\right.\end{matrix}\right.\)\(\Rightarrow p=2;1\left(KTM\right)\)

Ttự xét TH: \(\left(m-k;m+k\right)=\left(2p;p-1\right);\left(p\left(p-1\right);2\right);\left(2\left(p-1\right);p\right)\);... để tính p.

Bình luận (0)
Việt Bắc Nguyễn
29 tháng 3 2019 lúc 12:33

Ta đặt :

\(\left\{{}\begin{matrix}\frac{p+1}{2}=a^2\\\frac{p^2+1}{2}=b^2\end{matrix}\right.\)(I)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}p+1=2a^2\\p^2+1=2b^2\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow p\left(p-1\right)=2\left(b-a\right)\left(b+a\right)\)(*)

+) \(p=2\Rightarrow\) Vô lý

\(\Rightarrow p=2k+1\left(k\ge1\right)\)

\(\Rightarrow k\left(2k+1\right)=\left(b-a\right)\left(b+a\right)\)

\(\left(k;2k+1\right)=1\)

\(\Rightarrow\) Các trường hợp sau :

TH1 :

\(\left\{{}\begin{matrix}k\left(2k+1\right)=a+b\\b-a=1\end{matrix}\right.\)(II)

Từ (I) và (II) ta có :

\(\left\{{}\begin{matrix}b-a=1\\2a^2-1=\sqrt{2b^2-1}\end{matrix}\right.\)

Giải ta được : \(\left[{}\begin{matrix}a=0\\2a^3-3a-2=0\end{matrix}\right.\)

Ta thấy rằng :

\(a=0;a=1\)(loại)

\(\Rightarrow a\ge2\)

\(f\left(a\right)=2a^3-3a-2\)

\(\Rightarrow f'\left(a\right)=6a^2-3\)

\(\Rightarrow f\left(a\right)\) đồng biến trên [2;\(+\infty\))

\(\Rightarrow Min_{f\left(a\right)}=f\left(2\right)>0\)

\(\Rightarrow\) không có giá trị a thỏa mãn

TH2:

\(b-a\ge2\)

+)\(\left\{{}\begin{matrix}k=b-a\\2k+a=a+b\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow3a-b=1\)(III)

Từ (I) và (III) ta có :

\(\left\{{}\begin{matrix}3a-b=1\\2a^2-1=\sqrt{2b^2-1}\end{matrix}\right.\)

Giải ta được :

\(\left[{}\begin{matrix}a=0\\a=2\end{matrix}\right.\)\(\Rightarrow a=2\)\(\Rightarrow p=7\)(t/m)

TH3:

Với \(\left(b+a\right)\left(b-a\right)|k\)

\(\Rightarrow k=i\left(b+a\right)\left(b-a\right)\left(i\ge1\right)\)

Thay vào (*) \(\Rightarrow i\left(2k+1\right)=1\Rightarrow2k+1\le1\Rightarrow k=0\)(Loại)

Với \(\left(b+a\right)\left(b-a\right)|\left(2k+1\right)\)

\(\Rightarrow2k+1=i'\left(b+a\right)\left(b-a\right)\left(i'\ge1\right)\)

Thay vào (*)\(\Rightarrow i'k=1\Rightarrow k\le1\)

\(\Rightarrow\)Loại

Vậy \(p=7\) thỏa mãn đề bài .

#Kaito#

Bình luận (0)

Các câu hỏi tương tự
Nguyễn Trọng Chiến
Xem chi tiết
Vấn Đề Nan Giải
Xem chi tiết
Nguyễn Thế Hiếu
Xem chi tiết
Phạm Minh Quang
Xem chi tiết
Big City Boy
Xem chi tiết
Big City Boy
Xem chi tiết
Big City Boy
Xem chi tiết
Minh Hiếu
Xem chi tiết
trần trác tuyền
Xem chi tiết