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第5题

设 a,ba,b 为正整数。将 a2+b2a^2+b^2 除以 a+ba+b,商为 qq,余数为 rr。求满足 (a,b)(a,b) 的所有 q2+r=1977q^2+r=1977。
第 1/4 步:估计除数和余数
s=a+b;a2+b2≥s22,r<ss=a+b;\quad a^2+b^2\ge\frac{s^2}{2},\quad r<s
详细分析

令 s=a+bs=a+b。由 a2+b2=q(a+b)+ra^2+b^2=q(a+b)+r、a2+b2≥s22a^2+b^2\ge\frac{s^2}{2} 及 r<sr<s 得 s2/2<(q+1)ss^2/2<(q+1)s,故 s<2q+2s<2q+2 且 s≤2q+1s\le2q+1。又 r=1977−q2≥0r=1977-q^2\ge0,所以 q≤44q\le44。