Школы

Уравнение в натуральных числах

Найти все такие тройки натуральных чисел x, y, z, для которых справедливо равенство
Ввиду симметрии очевидно, что если тройка удовлетворяет равенству, то любая ее перестановка также удовлетворяет, поэтому будем искать лишь упорядоченные тройки x <= y <= z (и о тройках, получающихся перестановками, я больше упоминать не буду) .
1) При х = 1 z = -y-1, и при любом натуральном y z – не натуральное, т. е. таких троек (с х=1) не существует
2) При х = 2 z = 3(y+1)/(y-3) и ясно, что z может быть натуральным лишь при у=4, у=5 и у=6, т. е. имеем три тройки (2,4,15), (2,5,9), (2,6,7)
3) При х = 3 z = 2(y+1)/(y-1) и может быть натуральным лишь при у=2, y=3 и у=4.
Отбрасывая первое значение как не удовлетворяющее условию упорядоченности, получаем еще две тройки (3,3,8), (3,4,5)
4) При х > 3 введем следующие обозначения:
x = 3 + dx (dx>0)
y = x+dy (dy>=0)
z = y+dz (dz>=0)
Подставив эти значения в исходное равенство и вычисляя dz, получим
dz = – (dx^3 + (6+2dy)·dx^2 + (dy^2+8dy+6)·dx+2dy^2+4dy-10) / (dx^2+(4+dy)·dx+2+2dy)
откуда видно, что при указанных выше ограничениях на dx и dy, dz < 0, что противоречит ограничению, наложенному на него. Таким образом, троек с х > 3 не существует.
Айлин Эленита
Айлин Эленита
94 468
Лучший ответ
Марина ... Случай 4 ≤ x ≤ y ≤ z можно чуть проще рассмотреть. При таком условии

1 + 1/x ≤ 1,25,
1 + 1/y ≤ 1,25,
1 + 1/z ≤ 1,25;

(1 + 1/x)(1 + 1/y)(1 + 1/z) ≤ 1,25³ = 1,953125 < 2.
Ответ: с точностью до перестановок
(2; 4; 15)
(2; 5; 9)
(2; 6; 7)
(3; 3; 8)
(3; 4; 5)

Если 4 ≤ x ≤ y ≤ z, то (1+ 1/x)(1 + 1y)(1 + 1/z) ≤ (1 + 1/x)³ ≤ (5/4)³ = 125/64 < 2 ==> x = 2 или x = 3.
x =2
y = 3 + 12/(z - 3)
(y; z) = (4; 15); (5; 9); (6; 7).

x = 3
y = 2 + 6/(z - 2)
(y; z) = (3; 8); (4; 5)
Olga Maistrenko
Olga Maistrenko
57 858

Похожие вопросы