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第1题

设 dd 是不等于 22、55、1313 的任意正整数。证明可以在集合 {2,5,13,d}\{2, 5, 13, d\} 中找到两个不同的元素 aa 和 bb,使得 ab−1ab - 1 不是完全平方数。
第 1/6 步:重述命题
通俗地说

对任意固定的模数,完全平方数只能落在少数几个剩余类中,所以按 dd 模 44、再模 1616 分类,应当足以在每种情形都导出矛盾。

2d−1, 5d−1, 13d−12d-1,\ 5d-1,\ 13d-1
详细分析

只需证明对每个 d∉{2,5,13}d\notin\{2,5,13\},将 dd 分别与 2,5,132,5,13 配对得到的 2d−12d-1、5d−15d-1、13d−113d-1 三个数中至少有一个不是完全平方数;对应的那一对就是所求的 a,ba,b。