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第4题

求所有正整数有序对 (m,n)(m,n),使得 n3+1mn−1\frac{n^3+1}{mn-1} 为整数。
第 2/4 步:估计互补因子
通俗地说

若和至少为 3n3n,乘积就会过大。

m+k=n or m+k=2nm+k=n\text{ or }m+k=2n
详细分析

设 n>3n>3。若 m+k≥3nm+k\ge3n,则 m,km,k 中一个至少为 n+2n+2,另一个至少为 11,于是 (mn−1)(kn−1)≥(n2+2n−1)(n−1)>n3+1(mn-1)(kn-1)\ge(n^2+2n-1)(n-1)>n^3+1,矛盾。又因 nn 整除 m+km+k,只剩 m+k=nm+k=n 或 m+k=2nm+k=2n。