MathLabs

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 6/6 步:情形 d≡5,9(mod16)d\equiv5,9\pmod{16} 及结论
5d−1(mod16)∉{0,1,4,9}5d-1\pmod{16}\notin\{0,1,4,9\}
详细分析

同理,当 d≡5(mod16)d\equiv5\pmod{16} 时 5d−1≡8(mod16)5d-1\equiv8\pmod{16},当 d≡9(mod16)d\equiv9\pmod{16} 时 5d−1≡12(mod16)5d-1\equiv12\pmod{16},二者都不是模 1616 的二次剩余。故 5d−15d-1 不是完全平方数,(a,b)=(5,d)(a,b)=(5,d) 可行。至此 dd 的所有剩余类都已讨论完毕,命题对所有 d∉{2,5,13}d\notin\{2,5,13\} 成立。