日期:2019年3月25日


OM20190325002


题: 求所有的整数对(x, y), 使得5x^2-6xy+7y^2=383.

解: 原方程配方, 得(5x-3y)^2+26y^2=1915. (1)

因此26y^2\leqslant 1915. 即y^2\leqslant 73\dfrac{17}{26}. (2)

另一方面, 由(1)式, 知5x-3y是奇数, 故对(1)式模8, 得1+2y^2\equiv 3\pmod{8}.

y^2\equiv 0, 1, 4(\bmod{8}), 仅有y^2\equiv 1(\bmod{8})满足上式. 从而y是奇数.

对原方程式模3, 得-x^2+y^2\equiv 2\pmod{3}.

而完全平方数模3余数只能是01, 所以x^2\equiv 1\pmod{3}, y^2\equiv 0\pmod{3}.

y3的倍数. 结合(2)式(注意y是奇数), 知y=\pm 3.

所以\begin{cases} y=3, \\ (5x-9)^2=1915-26\times 3^2=41^2;  \end{cases}\begin{cases} y=-3, \\ (5x+9)^2=1915-26\times 3^2=41^2.  \end{cases}

由模5, 可知\begin{cases} y=3, \\ 5x-9=41;  \end{cases}\begin{cases} y=-3, \\ 5x+9=-41.  \end{cases}

解得(x, y)=(10, 3), (-10, -3).

OM20190325001


题: 已知\begin{cases} x_1-x_2-x_3-\cdots-x_n=2a, \\ -x_1+3x_2-x_3-\cdots-x_n=4a, \\ -x_1-x_2+7x_3-\cdots-x_n=8a, \\ \cdots\\ -x_1-x_2-x_3-\cdots+(2^n-1)x_n=2^n a.  \end{cases}
用含na的代数式表示x_n.

解: 首先容易证明:

    \[\begin{aligned} &2^{n-2}-2^{n-3}-2^{n-4}-\cdots-2-1-1=0, \\ &-2^{n-2}+(2^2-1)\times 2^{n-3}-2^{n-4}-\cdots-2-1-1=0, \\ &-2^{n-2}-2^{n-3}+(2^3-1)\times 2^{n-4}-2^{n-5}-\cdots-2-1-1=0, \\ &\cdots\\ &-2^{n-2}-2^{n-3}-\cdots+(2^k-1)\times 2^{n-1-k}-2^{n-2-k}\cdots-2-1-1=0, \\ &\cdots\\ &-2^{n-2}-2^{n-3}-\cdots+(2^{n-1}-1)\times 1-1=0, \\ &-2^{n-2}-2^{n-3}-\cdots-2-1+(2^{n}-1)=2^{n-1}.  \end{aligned}\]

所以将原方程式从上至下依次乘2^{n-2}, 2^{n-3}, 2^{n-4}, \cdots, 2, 1, 1, 再相加, 得

    \[2^{n-1}x_n=\big[2^n+(n-1)\cdot 2^{n-1}\big]a=2^{n-1}(n+1)a.\]

    \[x_n=(n+1)a.\]