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第4题

求所有满足 1+2x+22x+1=y21+2^{x}+2^{2x+1}=y^{2} 的整数对 (x,y)(x,y)。
第 6/7 步:排除一个符号并界定另一个
ε=1⟹m=1 (impossible),ε=−1⟹1+m=2x−2(m2−8)\varepsilon=1\Longrightarrow m=1\text{ (impossible)},\qquad \varepsilon=-1\Longrightarrow 1+m=2^{x-2}(m^2-8)
详细分析

若 ε=1\varepsilon=1,则 1−m=2x−2(m2−8)1-m=2^{x-2}(m^2-8) 迫使 m2<8m^2<8,故 m=1m=1,但此时方程不成立。因此 ε=−1\varepsilon=-1,且 1+m=2x−2(m2−8)1+m=2^{x-2}(m^2-8)。由 x≥3x\ge3,有 1+m≥2(m2−8)1+m\ge2(m^2-8),于是 2m2−m−17≤02m^2-m-17\le0,正奇数 m≤3m\le3。mm 不可能为 11,所以 m=3m=3。