Le differenze quadrano

Numeri interi, razionali, divisibilità, equazioni diofantee, ...
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Gerald Lambeau
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Le differenze quadrano

Messaggio da Gerald Lambeau » 11 set 2017, 20:32

Siano $x, y$ interi positivi tali che $3x^2+x=4y^2+y$.
Dimostrare che $x-y$ è un quadrato perfetto.
"Non ho rispetto per i miei superiori, figurati se ho rispetto per i miei pari: il rispetto di un uomo lo merita solo chi è a lui inferiore."
Cit. Marco (mio vero nome)

The Game.

Ci sono cose che non si possono confutare; per tutto il resto, c'è la fisica.

nuoveolimpiadi1999
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Re: Le differenze quadrano

Messaggio da nuoveolimpiadi1999 » 17 set 2017, 16:48

Ci provo. :wink:
Allora riscrivo l'espressione come
$3x^2+x=3y^2+y^2+y $
poi isolo $y^2$ al $RHS$
e ottengo
$3x^2+x-3y^2-y=y^2$.
Metto a fattor comune e scompongo:
$3(x^2-y^2)+x-y=y^2$
ovvero
$3(x+y)(x-y)+(x-y)=y^2$
ed ora al $LHS $ posso raccogliere $x-y$ per ottenere
$(x-y)(3x+3y+1)=y^2$.
Poniamo $MCD(x-y,3x+3y+1)=d$
dimostreremo che $d=1$; infatti
poichè $d^{2}$ divide anche $y^2$, avremo che $d $ divide
$y$, ma allora $d|x-y+y=x$ e ció implica che essendo sia $x $ che $y $ dei multipli di $d $ allora lo è anche la loro somma ovvero $x+y $ e piú in particolare anche $3x+3y $, ma noi sappiamo anche che $d|3x+3y+1$, dunque
$d$ divide anche la loro differenza ossia $d|3x+3y+1-3x-3y=1$ ossia
$d=1$ che è quanto volevamo dimostrare.
Ora il fatto che $d=1$ ossia che
$MCD (x-y,3x+3y+1)=1$ mi implica che entrambi i fattori devono essere dei quadrati in quanto se ci fosse un numero primo che compare con esponente dispari in uno due fattori, poichè nell'altro fattore non puó esserci (poichè il loro $MCD=1$) nel risultato comparirà quindi con esponente dispari, ma il risultato è un quadrato e la scomposizione dei quadrati è fatta da numeri primi con esponenti pari, quindi si cadrebbe in un assurdo, per cui $x-y $ deve essere un quadrato (e lo stesso per $3x+3y+1$ anche se non è richiesto dal problema).

Gerald Lambeau
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Re: Le differenze quadrano

Messaggio da Gerald Lambeau » 17 set 2017, 17:00

Direi che è buona! :)
"Non ho rispetto per i miei superiori, figurati se ho rispetto per i miei pari: il rispetto di un uomo lo merita solo chi è a lui inferiore."
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