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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 2/6 步:完全平方数模 44 只能是 00 或 11
13d−1≡d−1(mod4)13d-1\equiv d-1\pmod4
详细分析

由于 13≡1(mod4)13\equiv1\pmod4,所以 13d−1≡d−1(mod4)13d-1\equiv d-1\pmod4。完全平方数模 44 只能是 00 或 11,因此只有当 d≡1d\equiv1 或 2(mod4)2\pmod4 时 13d−113d-1 才可能是完全平方数。故当 d≡0d\equiv0 或 3(mod4)3\pmod4 时,13d−113d-1 不是完全平方数,可取 (a,b)=(13,d)(a,b)=(13,d)。