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第1题

证明恰好存在一个三角形,其三边长为三个连续整数,且其中一个内角恰好是另一个内角的两倍。
第 6/6 步:b 为最大值时无解
通俗地说

“bb 最小”与“bb 最大”两种情形之间的对称性使得最后这一情形几乎不费力气:同样的约数上界 44 再次出现,而 bb 的每个候选值都已经被处理过,因此排除整个这一分支只需要寥寥数行。

b=max⁡{a,b,c} ⟹ b∣(b−2)2−b2+4b=4 ⟹ b∈{1,2,4}b=\max\{a,b,c\}\ \Longrightarrow\ b\mid(b-2)^2-b^2+4b=4\ \Longrightarrow\ b\in\{1,2,4\}
详细分析

再设 bb 是三个连续整数中最大的,即 {a,c}={b−1,b−2}\{a,c\}=\{b-1,b-2\}。情形 a=b−2a=b-2(或对称地 c=b−2c=b-2)要求 b∣b−2b\mid b-2,当 b>2b>2 时这显然荒谬。剩下的情形经过与之前相同的变形,归结为 b∣(b−2)2−b2+4b=4b\mid(b-2)^2-b^2+4b=4,于是再次得到 b∈{1,2,4}b\in\{1,2,4\}——但 b=1b=1 退化,而 b=2,4b=2,4 在第5步中已证明不成立或属于另一情形。因此不存在以 bb 为最大边的三角形。综合两种情形,满足题目条件的三角形只有边长为 4,5,64,5,6 的一个,且它是唯一的。