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第2問

(n^2+1)/(floor(sqrt(n))^2+2)が整数となる正の整数nをすべて求めよ。ここでfloor(r)はr以下の最大の整数を表す。
ステップ 3/6: 商の候補を絞る
0<(a−2)2+1<4(m2+2)⟹(a−2)2+1=k(m2+2),k∈{1,2,3}.0<(a-2)^2+1<4(m^2+2)\Longrightarrow (a-2)^2+1=k(m^2+2),\quad k\in\{1,2,3\}.
詳しい解説

0≤a≤2mより分子はmax{4,(2m−2)²}+1≤4m²+1<4(m²+2)以下。正なので、m²+2による商は1,2,3のいずれかである。