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第3题

求所有正整数对 m,n≥3m,n\ge3,使得存在无穷多个正整数 aa,令 am+a−1an+a2−1\frac{a^m+a-1}{a^n+a^2-1} 为整数。
第 3/3 步:约化剩余情形
通俗地说

令 。

m=5, n=3m=5,\ n=3
详细分析

令 。模 时,余式为 。分别考察 、、,只剩 。最后 ,所以 确实成立。 (5,3)(5,3) k=m−nk=m-n k=nk=n k=n−1k=n-1 k≤n−2k\le n-2 n=3,k=2n=3,k=2 x5+x−1=(x2−x+1)(x3+x2−1)x^5+x-1=(x^2-x+1)(x^3+x^2-1) xk−xk+2+x−1x^k-x^{k+2}+x-1