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第1問

22、55、1313 のいずれとも異なる正の整数 dd を任意にとる。集合 {2,5,13,d}\{2, 5, 13, d\} の中から相異なる元 aa、bb を選んで、ab−1ab - 1 が平方数にならないようにできることを示せ。
ステップ 6/6: 矛盾と結論
d even contradicts d=2k2−2k+1 oddd\ \text{even contradicts}\ d=2k^2-2k+1\ \text{odd}
詳しい解説

これはステップ2で d=2k2−2k+1d=2k^2-2k+1 がすべての kk について奇数であると示したことと矛盾する。よって 2d−1,5d−1,13d−12d-1,5d-1,13d-1 が同時にすべて平方数になることはあり得ず、組 a,b∈{2,5,13,d}a,b\in\{2,5,13,d\} に対して ab−1ab-1 は平方数にならない。