Задача
Решите в натуральных числах уравнение x² + y² = z².
Решение
Сначала разберём случай, когда числа x и y взаимно просты. Оба эти числа не могут быть чётными в силу предположения о взаимной простоте. Они не могут быть и нечётными: сумма квадратов двух нечётных чисел даёт остаток 2 при делении на 4 и поэтому не может быть квадратом.
Далее будем считать, что x нечётно, а y чётно. Тогда z нечётно.
Запишем уравнение в виде x² = (z – y)(z + y). Числа u = z – y и v = z + y нечётны и взаимно просты. Действительно, если они имеют общий делитель d > 1, то на d делятся и числа u + v = 2z и u – v = 2y. Поскольку d нечётно, z и y также делятся на d. Поэтому и x² делится на d, что противоречит взаимной простоте чисел x и y.
Следовательно, u и v – полные квадраты: u = m², v = n², где m и n – нечётные взаимно простые числа. Отсюда x = mn, y = ½ (m² – n²), z = ½ (m² + n²). Общее решение получается из этого перестановкойxиyи умножением всех переменных на произвольное натуральное число.
Ответ
{x, y} = {mnk, ½ k(m² – n²)}, z = ½ k(m² + n²), где m, n – взаимно простые нечётные натуральные числа, m > n, k – произвольное натуральное число.
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь