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第4問

m の二乗に 4n を加えた数と n の二乗に 4m を加えた数がともに平方数となる整数の組 (m,n) をすべて求めよ。
ステップ 1/5: 変数を並べ二次方程式を作る
∣m∣≥∣n∣,x2+mx−n=0|m|\ge|n|,\qquad x^2+mx-n=0
詳しい解説

問題は m,n に対称なので、|m| が |n| 以上であると仮定する。n=0 なら第1式から m は平方数で (m,n)=(k の平方,0)、対称性で他の零の族も得る。n が 0 でなければ第1式が平方数であることから x^2+mx-n は非零整数根 x1,x2 をもち、x1+x2=-m、x1x2=-n である。