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第2题

求所有正整数三元组 (a,b,c)(a,b,c),使得 ab−cab-c、bc−abc-a、ca−bca-b 这三个数都是 22 的幂(22 的幂是指形如 2n2^n 的整数,其中 nn 为非负整数)。
第 6/8 步:a=3a=3 的情形
通俗地说

被迫成立的 a+b=2n−1a+b=2^{n-1} 把三个方程化为两个 22 的幂之差。

a=3⟹(a,b,c)=(3,5,7)a=3\quad\Longrightarrow\quad(a,b,c)=(3,5,7)
详细分析

当 a=3a=3 时,由 a+b=2n−1a+b=2^{n-1} 得 b=2n−1−3b=2^{n-1}-3。利用 3b−c=2m3b-c=2^m 与 3c−b=2n3c-b=2^n 消去 cc,得到 2n=2m+82^n=2^m+8。若 m<3m<3,除以 2m2^m 会得到奇数等于偶数的矛盾,所以 m≥3m\ge3。除以 88 得 2n−3−2m−3=12^{n-3}-2^{m-3}=1,故较小的幂为 11:m=3m=3,进而 n=4n=4。于是 b=5b=5 且 c=(2n+b)/3=7c=(2^n+b)/3=7。第三个值为 bc−a=35−3=32=25bc-a=35-3=32=2^5,所以 (3,5,7)(3,5,7) 确实成立。