сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Трой­ка целых чисел (x, y, z), наи­боль­ший общий де­ли­тель ко­то­рых равен 1, яв­ля­ет­ся ре­ше­ни­ем урав­не­ния

y в квад­ра­те z плюс yz в квад­ра­те = x в кубе плюс x в квад­ра­те z минус 2xz в квад­ра­те .

До­ка­жи­те, что z яв­ля­ет­ся кубом це­ло­го числа.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Число z един­ствен­ным об­ра­зом рас­кла­ды­ва­ет в про­из­ве­де­ние про­стых: z = \pm p_1 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k_1 пра­вая круг­лая скоб­ка . . . p_n в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k_n пра­вая круг­лая скоб­ка . Возьмём любое про­стое число p и до­ка­жем, что сте­пень его вхож­де­ния в z де­лит­ся на 3. По­нят­но, что из этого сле­ду­ет, что z яв­ля­ет­ся кубом це­ло­го числа.

Пусть v_p левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка равно k, если n де­лит­ся на pk и не де­лит­ся на pk+1 (будем счи­тать, что v_p левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка = бес­ко­неч­ность ). Сгруп­пи­ру­ем сла­га­е­мые:

x в кубе плюс z левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те − y в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка = z в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 2x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка .

По­нят­но, что если z де­лит­ся на p, то и x де­лит­ся на p, но тогда y не де­лит­ся на p, так как наи­боль­ший де­ли­тель x, y, z равен 1. Рас­смот­рим оста­ток от де­ле­ния v_p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка на 3.

До­пу­стим, оста­ток равен 1, то есть v_p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка = 3k плюс 1. Тогда z2 де­лит­ся на p6k+2, а сте­пень p, на ко­то­рую де­лит­ся x3, де­лит­ся на 3. Таким об­ра­зом, два сла­га­е­мых в левой части и пра­вая часть де­лят­ся на по­пар­но раз­ные сте­пе­ни p, так как остат­ки этих сте­пе­ней по мо­ду­лю 3 раз­лич­ны (так как x в квад­ра­те минус y в квад­ра­те и 2x плюс y не де­лят­ся на p). Тогда ра­вен­ство не может быть вы­пол­не­но. В слу­чае v_p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка 2mod левая круг­лая скоб­ка 3 пра­вая круг­лая скоб­ка ана­ло­гич­но ра­вен­ство не может быть вы­пол­не­но. Зна­чит, остаётся толь­ко слу­чай, где v_p левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на 3, что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
При­ве­де­но пол­ное до­ка­за­тель­ство.20
Рас­смот­ре­на идея рас­смот­ре­ния остат­ка вхож­де­ния про­из­воль­но­го про­сто­го по мо­ду­лю 3, но не по­ка­за­но, по­че­му в этом слу­чае ра­вен­ство не­воз­мож­но.12
Рас­смот­ре­на идея раз­ло­же­ния z на про­стые мно­жи­те­ли и ис­сле­до­ва­ния сте­пе­ней про­стых.5
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из пе­ре­чис­лен­ных выше кри­те­ри­ев.0
Мак­си­маль­ный балл20