Nếu x = 1 => y = 1 thỏa
Nếu x ≥ 2 thì đặt (x³ + x):(3xy - 1) = m ∈ N (vì x, y nguyên dương nên 3xy - 1 nguyên dương)
=> x³ + x = m(3xy - 1) => x² + 1 = 3my - m/x (1) => m/x = 3my - x² - 1 = p ∈ N => m = px thay vào (1) có:
x² + 1 = 3pxy - p (2) => x + 1/x = 3py - p/x => (p + 1)/x = 3py - x = q ∈ N
=> p + 1 = qx => p = qx - 1 thay vào (2) có:
x² + 1 = 3(qx - 1)xy - (qx - 1) = 3qx²y - 3xy - qx + 1
=> x + q = 3y(qx - 1) ≥ 3(qx - 1) ( vì y ≥ 1)
=> 3qx - x - q ≤ 3 <=> (3q - 1)(x - 1) ≤ 4 - 2q ≤ 2 (vì q ≥ 1)
Mà 3q - 1 ≥ 2 và x - 1 ≥ 1 => 3q - 1 = 2 và x - 1 = 1 => x = 2
thay x = 2 vào biểu thức ban đầu có 10/(6y - 1) ∈ N => y = 1
Đs: (x; y) = (1; 1); (2; 1)
