a) Ta có:
a−b=c+d
⇒a−b−c−d=0
⇒2a(a−b−c−d)=0
⇒2a2−2ab−2ac−2ad=0
Do đó:
a2+b2+c2+d2
=a2+b2+c2+d2+2a2−2ab−2ac−2ad
=(a2−2ab+b2)+(a2−2ac+c2)+(a2−2ad+d2)
=(a−b)2+(a−c)2+(a−d)2
Vậy với các số nguyên a, b, c, d thỏa mãn a - b = c + d thì a2 + b2 + c2 + d2 luôn là tổng của ba số chính phương
b) Ta có:
a+b+c+d=0
⇒a+b+c=−d
⇒a2+ab+ac=−da
⇒bc−da=a2+ab+ac+bc
⇒bc−da=a(a+b)+c(a+b)
⇒bc−da=(a+b)(a+c)(1)
Ta lại có:
a+b+c+d=0
⇒a+b+c=−d
⇒ac+bc+c2=−dc
⇒ab−cd=ac+bc+c2+ab
⇒ab−cd=c(a+c)+b(a+c)
⇒ab−cd=(a+c)(b+c)(2)
Ta lại có:
a+b+c+d=0
⇒a+b+c=−d
⇒ab+b2+bc=−db
⇒ca−db=ca+ab+b2+bc
⇒ca−db=a(b+c)+b(b+c)
⇒ca−db=(b+c)(a+b)(3)
Thay (1) , (2) và (3) vào biểu thức ( ab - cd )( bc - da )( ca - db ) ta được:
(ab−cd)(bc−da)(ca−db)
=(a+c)(b+c)(a+b)(a+c)(a+b)(b+c)
=(a+c)2.(b+c)2.(a+b)2
=[(a+c)(b+c)(a+b)]2
Vậy với các số nguyên a, b, c, d thỏa mãn a + b + c + d = 0 thì ( ab - cd )( bc - da )( ca - db ) là số chính phương
