初等数论(第三版)
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习题二

1.求出不定方程x2+y2=z2满足|z|≤50的全部解、正解及本原解.

2.求出一边长为(i)15,(ii)22,(iii)50的所有商高三角形、所有本原商高三角形.

3.讨论对怎样的正整数n,不定方程x2-y2=n(i)有解,(ii)有满足(x,y)=1的解.对n=30,60,120判断这方程是否有解.有解时求出它的全部解及全部满足(x,y)=1的解.进而,提出一个求解这不定方程的方法.

4.证明:(i)(a2+b2)(c2+d2)=(ac+bd)2+(ad-bc)2

(ii)(a2-b2)(c2-d2)=(ac+bd)2-(ad+bc)2.

5.求出斜边为(i)1105,(ii)5525,(iii)117,(iv)351的所有商高三角形、所有本原商高三角形.

6.设n≥3.证明:必有一个商高三角形以n为其一直角边的长度.

7.求面积等于(i)78;(ii)360的所有商高三角形.

8.证明:对任意整数n,不定方程x2+y2-z2=n一定可解.

9.证明:不定方程x2+2y2=z2满足(x,y,z)=1的全部正解是x=|u2-2v2|,y=2uv,z=u2+2v2,其中u,v是满足(u,v)=1,2|/u的任意正整数.

10.求x4+y2=z2满足(x,y)=1的全部解.

11.求x2+3y2=z2满足(x,y)=1的全部解.

12.证明:不定方程1/x2+1/y2=1/z2的解一定满足

(i)(x,y)>1;(ii)60|xy;(iii)所有(x,y,z)=1的正解是

x=r4-s4,y=2rs(r2+s2),z=rs(r2-s2),

其中r>s>0,(r,s)=1,2|rs,以及交换x,y.

13.设4|n>0.证明:xn+yn=zn无xyz≠0的解.

14.证明:x4+4y4=z2无xyz≠0的解.

15.证明:x4+y2=z4无xyz≠0的解.

16.证明:不定方程组x2+y2=z2,x2-y2=w2无正整数解.

17.证明以上三题中的不定方程和不定方程组两两等价.

18.证明:商高三角形的面积一定不是整数的平方.

19.证明:x4-4y4=z2无xyz≠0的解.

20.证明:上题中的不定方程和x4+y4=z2等价.

21.证明:不定方程w2+x2+y2=z2的任一组解中,w,x,y至少有两个是偶数.进而证明:这方程的x,y为偶数的通解是

w=(l2+m2-n2)/n,x=2l,y=2m,z=(l2+m2+n2)/n,

其中n,m,l为任意整数,满足n|l2+m2.

22.证明:不定方程xn+yn=zn+1有无穷多组解.

23.证明:不定方程xn+yn=zn-1有无穷多组解.

24.证明:不定方程x2-2y4=1无正整数解.

25.证明:不定方程x4-2y2=-1除x=y=1外,无其他正整数解.

26.证明:不定方程x2-8y4=1除x=3,y=1外,无其他正整数解.

可以做IMO的题(见附录四):[17.5],[28.5].