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第3题

求所有能写成 n=a2+b2n=a^2+b^2 的正整数 nn,其中 a,ba,b 是互素正整数,且每个满足 p<=sqrt(n)p <= sqrt(n) 的素数都整除 abab。
第 2/4 步:推出两个加数相差一
a−b>1;p∣(a−b);p<=a−b<sqrt(a2+b2)=sqrt(n)a-b>1; p | (a-b); p <= a-b < sqrt(a^2+b^2)=sqrt(n)
详细分析

假设 a>ba>b 且 a−b>1a-b>1,取 a−ba-b 的一个素因数 pp。由于 p<=a−b<sqrt(a2+b2)=sqrt(n)p<=a-b<sqrt(a^2+b^2)=sqrt(n),题设给出 p∣abp | ab。于是 pp 整除 aa 或 bb;结合 p∣(a−b)p | (a-b),pp 就同时整除二者,这与 gcd(a,b)=1gcd(a,b)=1 矛盾。因此 a−b=1a-b=1。