Tìm x,y nguyên dương biết x^2 +y chia hết 2xy-1
Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách phân tích đề bài.
Điều kiện: \(x, y\) là các số nguyên dương.
Yêu cầu: Tìm các cặp \( (x, y) \) sao cho \( 2xy – 1 \mid x^2 + y \).
Vì \(x, y\) là các số nguyên dương, nên \(2xy – 1\) sẽ là một số nguyên dương (vì \(x \ge 1, y \ge 1\), nên \(2xy \ge 2\), suy ra \(2xy – 1 \ge 1\)).
Do \(2xy – 1 \mid x^2 + y\), nên ta có thể viết:
\( x^2 + y = k(2xy – 1) \)
với \(k\) là một số nguyên nào đó.
Vì \(x, y\) là số nguyên dương, \(x^2 + y > 0\) và \(2xy – 1 > 0\), nên \(k\) phải là một số nguyên dương.
Ta xét các trường hợp có thể xảy ra cho \(k\).
Trường hợp 1: \(k = 1\)
Nếu \(k = 1\), ta có phương trình:
\( x^2 + y = 1(2xy – 1) \)
\( x^2 + y = 2xy – 1 \)
Ta sẽ biến đổi phương trình này để tìm mối liên hệ giữa \(x\) và \(y\).
\( x^2 + 1 = 2xy – y \)
\( x^2 + 1 = y(2x – 1) \)
Do \(y\) là số nguyên dương, nên \(y = \frac{x^2 + 1}{2x – 1}\).
Để \(y\) là số nguyên, ta cần \(2x – 1\) chia hết cho \(x^2 + 1\). Tuy nhiên, cách tiếp cận này hơi khó.
Ta sẽ sử dụng phép chia đa thức hoặc biến đổi để \(2x – 1\) chia hết cho \(x^2 + 1\).
Ta có \(y = \frac{x^2 + 1}{2x – 1}\). Để \(y\) là số nguyên, ta có thể nhân tử hợp lý:
\( 4y = \frac{4(x^2 + 1)}{2x – 1} = \frac{4x^2 + 4}{2x – 1} \)
Ta thực hiện phép chia đa thức:
\( 4x^2 + 4 = (2x + 1)(2x – 1) + 5 \)
Do đó,
\( 4y = \frac{(2x + 1)(2x – 1) + 5}{2x – 1} = 2x + 1 + \frac{5}{2x – 1} \)
Để \(4y\) là số nguyên, \(2x – 1\) phải là ước của 5.
Vì \(x\) là số nguyên dương, \(2x – 1\) là số nguyên dương.
Các ước dương của 5 là 1 và 5.
Th1.1: \(2x – 1 = 1\)
Suy ra \(2x = 2\), vậy \(x = 1\).
Thay \(x = 1\) vào biểu thức tính \(y\):
\( y = \frac{1^2 + 1}{2(1) – 1} = \frac{2}{1} = 2 \).
Kiểm tra lại với \(x = 1, y = 2\): \(2xy – 1 = 2(1)(2) – 1 = 3\). \(x^2 + y = 1^2 + 2 = 3\). \(3 \mid 3\). Vậy \( (1, 2) \) là một nghiệm.
Th1.2: \(2x – 1 = 5\)
Suy ra \(2x = 6\), vậy \(x = 3\).
Thay \(x = 3\) vào biểu thức tính \(y\):
\( y = \frac{3^2 + 1}{2(3) – 1} = \frac{9 + 1}{6 – 1} = \frac{10}{5} = 2 \).
Kiểm tra lại với \(x = 3, y = 2\): \(2xy – 1 = 2(3)(2) – 1 = 12 – 1 = 11\). \(x^2 + y = 3^2 + 2 = 9 + 2 = 11\). \(11 \mid 11\). Vậy \( (3, 2) \) là một nghiệm.
Trường hợp 2: \(k \ge 2\)
Ta có \( x^2 + y = k(2xy – 1) \).
Vì \(x, y\) là số nguyên dương, ta có:
\( x^2 + y \ge 2xy – 1 \)
Sắp xếp lại:
\( x^2 + y – 2xy + 1 \ge 0 \)
Xét hai trường hợp nhỏ hơn cho \(x\).
Th2.1: \(x = 1\)
Nếu \(x = 1\), ta có \(2(1)y – 1 \mid 1^2 + y\), tức là \(2y – 1 \mid 1 + y\).
Vì \(y\) là số nguyên dương, \(2y – 1 \ge 1\).
Nếu \(2y – 1 \mid 1 + y\), thì \(2y – 1 \mid 2(1 + y) = 2y + 2\).
Ta có \(2y + 2 = (2y – 1) + 3\).
Do đó, \(2y – 1\) phải chia hết cho 3.
Các giá trị của \(y\) sao cho \(2y – 1\) chia hết cho 3 là:
\(2y – 1 \equiv 0 \pmod{3}\)
\(2y \equiv 1 \pmod{3}\)
\(-y \equiv 1 \pmod{3}\)
\(y \equiv -1 \equiv 2 \pmod{3}\)
Vậy \(y\) có thể có dạng \(3m + 2\) với \(m \ge 0\) (vì \(y\) nguyên dương).
Nếu \(y = 2\), \(2(2) – 1 = 3\), \(1 + 2 = 3\). \(3 \mid 3\). Ta đã tìm được \( (1, 2) \).
Nếu \(y = 5\), \(2(5) – 1 = 9\), \(1 + 5 = 6\). \(9 \nmid 6\). Vậy \( (1, 5) \) không phải là nghiệm.
Ta quay lại điều kiện \( 2y – 1 \mid 1 + y \).
Nếu \(2y – 1 \le 1 + y\), thì \(y \le 2\).
Nếu \(y=1\): \(2(1) – 1 = 1\), \(1+1 = 2\). \(1 \mid 2\). Vậy \( (1, 1) \) là một nghiệm.
Kiểm tra lại \( (1, 1) \): \(2xy – 1 = 2(1)(1) – 1 = 1\). \(x^2 + y = 1^2 + 1 = 2\). \(1 \mid 2\). Vậy \( (1, 1) \) là một nghiệm.
Nếu \(y=2\): \(2(2) – 1 = 3\), \(1+2 = 3\). \(3 \mid 3\). Ta đã có \( (1, 2) \).
Nếu \(2y – 1 > 1 + y\), thì \(y > 1\). Trong trường hợp này, \(1 + y\) phải bằng 0, điều này không thể xảy ra vì \(y\) là số nguyên dương.
Vậy với \(x=1\), ta có các nghiệm \( (1, 1) \) và \( (1, 2) \).
Th2.2: \(x = 2\)
Nếu \(x = 2\), ta có \(2(2)y – 1 \mid 2^2 + y\), tức là \(4y – 1 \mid 4 + y\).
Nếu \(4y – 1 \mid 4 + y\), thì \(4y – 1 \mid 4(4 + y) = 16 + 4y\).
Ta có \(16 + 4y = (4y – 1) + 17\).
Do đó, \(4y – 1\) phải chia hết cho 17.
Vì \(y\) là số nguyên dương, \(4y – 1 \ge 3\).
Các bội của 17 là 17, 34, 51, …
Th2.2.1: \(4y – 1 = 17\)
Suy ra \(4y = 18\), \(y = \frac{18}{4}\), không phải số nguyên. Loại.
Th2.2.2: \(4y – 1 = 34\)
Suy ra \(4y = 35\), \(y = \frac{35}{4}\), không phải số nguyên. Loại.
Th2.2.3: \(4y – 1 = 51\)
Suy ra \(4y = 52\), \(y = 13\).
Kiểm tra lại với \(x = 2, y = 13\): \(2xy – 1 = 2(2)(13) – 1 = 52 – 1 = 51\). \(x^2 + y = 2^2 + 13 = 4 + 13 = 17\). \(51 \nmid 17\). Loại.
Ta cần \(4y – 1 \mid 4+y\). Nếu \(4y – 1 \le 4+y\), thì \(3y \le 5\), suy ra \(y \le \frac{5}{3}\). Vì \(y\) là số nguyên dương, \(y=1\).
Nếu \(y = 1\): \(4(1) – 1 = 3\), \(4 + 1 = 5\). \(3 \nmid 5\). Loại.
Trường hợp \(4y – 1 > 4+y\) không thể xảy ra khi \(y\) là số nguyên dương.
Vậy với \(x=2\), không có nghiệm nguyên dương.
Th2.3: \(x \ge 2\) và \(y \ge 2\)
Ta có \(2xy – 1 \mid x^2 + y\).
Nếu \(2xy – 1 \le x^2 + y\), ta xét các trường hợp.
Xét \(k \ge 2\). Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Vì \(x, y\) là số nguyên dương, \(2xy – 1 \ge 2(1)(1) – 1 = 1\).
Nếu \(x \ge 2\) và \(y \ge 2\), thì \(2xy – 1 \ge 2(2)(2) – 1 = 7\).
Nếu \(x^2 + y < 2xy - 1\), thì điều này không thể xảy ra vì \(2xy - 1 \mid x^2 + y\) và \(x^2 + y > 0\).
Do đó, \(x^2 + y \ge 2xy – 1\).
Ta biến đổi \(x^2 + y – 2xy + 1 \ge 0\).
Nhân hai vế với 4:
\( 4x^2 + 4y – 8xy + 4 \ge 0 \)
\( (4x^2 – 8xy + 4y^2) – 4y^2 + 4y + 4 \ge 0 \)
\( (2x – 2y)^2 – 4y^2 + 4y + 4 \ge 0 \)
Cách này có vẻ phức tạp.
Ta quay lại \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(x\) cố định, ta coi đây là phương trình bậc hai theo \(y\):
\( y = k(2xy – 1) – x^2 \)
\( y – 2kxy = -kx^2 – y \)
\( y(1 – 2kx) = -kx^2 – y \)
\( y(2kx – 1) = kx^2 + y \)
Đây là phương trình ban đầu, không giúp ích nhiều.
Ta xét tính đối xứng của bài toán. Nếu \( (a, b) \) là nghiệm thì \( 2ab – 1 \mid a^2 + b \).
Xét trường hợp \(x=y\).
Nếu \(x = y\), ta có \(2x^2 – 1 \mid x^2 + x\).
Nếu \(2x^2 – 1 \mid x^2 + x\), thì \(2x^2 – 1 \mid 2(x^2 + x) = 2x^2 + 2x\).
Ta có \(2x^2 + 2x = (2x^2 – 1) + 2x + 1\).
Do đó, \(2x^2 – 1\) phải chia hết cho \(2x + 1\).
Nếu \(2x^2 – 1 > 2x + 1\), thì \(2x^2 – 2x – 2 > 0\), \(x^2 – x – 1 > 0\). Điều này đúng với \(x \ge 2\).
Ta có \(2x^2 – 1 \mid 2x + 1\). Điều này chỉ xảy ra khi \(2x + 1 = 0\) (không thể) hoặc \(2x^2 – 1 \le |2x + 1|\).
Vì \(x\) nguyên dương, \(2x + 1 > 0\).
Ta có \(2x^2 – 1 \le 2x + 1\).
\(2x^2 – 2x – 2 \le 0\)
\(x^2 – x – 1 \le 0\)
Nghiệm của phương trình \(x^2 – x – 1 = 0\) là \( x = \frac{1 \pm \sqrt{1 – 4(1)(-1)}}{2} = \frac{1 \pm \sqrt{5}}{2} \).
Do đó, \(x^2 – x – 1 \le 0\) khi \( \frac{1 – \sqrt{5}}{2} \le x \le \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \).
Khoảng này xấp xỉ \( -0.618 \le x \le 1.618 \).
Vì \(x\) là số nguyên dương, \(x\) chỉ có thể bằng 1.
Nếu \(x = 1\), thì \(y = 1\). Ta đã có nghiệm \( (1, 1) \).
Quay lại trường hợp \(k \ge 2\).
Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Giả sử có một nghiệm \( (x, y) \) với \(x \ge 1, y \ge 1\) và \(k \ge 2\).
Nếu \(x=1\), ta đã tìm được \( (1, 1) \) và \( (1, 2) \).
Nếu \(x=1, y=1\), \(2xy – 1 = 1\), \(x^2 + y = 2\). \(1 \mid 2\). \(k=2\).
Nếu \(x=1, y=2\), \(2xy – 1 = 3\), \(x^2 + y = 3\). \(3 \mid 3\). \(k=1\).
Xét \(k \ge 2\).
Nếu \(x \ge 2\) và \(y \ge 1\).
Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(x^2 + y < 2xy - 1\), thì không có nghiệm.
Nếu \(x^2 + y \ge 2xy – 1\).
Xét phương trình \(x^2 + y – 2kxy + k = 0\).
Giả sử \( (x, y) \) là một nghiệm với \(x, y\) là các số nguyên dương và \(k \ge 2\).
Xem xét phương trình \(t^2 + y – 2kty + k = 0\) với \(t\) là biến.
Nếu \(x_0\) là một nghiệm nguyên dương của phương trình \(x^2 + y – 2kxy + k = 0\) với \(y\) cố định, thì phương trình bậc hai này có một nghiệm nguyên dương khác là \(x_1\).
Ta có \(x_0 + x_1 = 2ky\) và \(x_0 x_1 = k\).
Từ \(x_0 x_1 = k\), vì \(k \ge 2\) và \(x_0\) nguyên dương, \(x_1 = k/x_0\) cũng phải là số hữu tỉ. Để \(x_1\) là số nguyên, \(x_0\) phải là ước của \(k\).
Tuy nhiên, ta đang xét \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Ta có thể sử dụng phương pháp Vieta đảo.
Giả sử có một cặp \( (x, y) \) thỏa mãn \(2xy – 1 \mid x^2 + y\) với \(k \ge 2\).
Ta xét phương trình \(t^2 + y – 2kty + k = 0\) không chính xác.
Ta có \(2xy – 1 \mid x^2 + y\).
Nếu \(x=1\), ta có \(2y-1 \mid 1+y\). Các nghiệm là \( (1, 1) \) và \( (1, 2) \).
Nếu \(y=1\), ta có \(2x-1 \mid x^2+1\). Ta đã giải trường hợp này khi \(k=1\), cho ta \( (1, 1) \) và \( (3, 2) \).
Ở đây, với \(y=1\), ta có \(2x-1 \mid x^2+1\).
Nếu \(x=1\), \(2(1)-1 = 1\), \(1^2+1=2\). \(1 \mid 2\). Nghiệm \( (1, 1) \).
Nếu \(x=3\), \(2(3)-1 = 5\), \(3^2+1=10\). \(5 \mid 10\). Nghiệm \( (3, 1) \).
Kiểm tra lại \( (3, 1) \): \(2xy – 1 = 2(3)(1) – 1 = 5\). \(x^2 + y = 3^2 + 1 = 10\). \(5 \mid 10\). Vậy \( (3, 1) \) là một nghiệm.
Trở lại trường hợp \(k \ge 2\).
Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(x\) cố định, ta có \(y(1 – 2kx) = -kx^2 – y\). Lại quay lại.
Xét trường hợp \(x \ge 3\) và \(y \ge 2\).
Khi đó \(2xy – 1 \ge 2(3)(2) – 1 = 11\).
Và \(x^2 + y \ge 3^2 + 2 = 11\).
Ta xét bất đẳng thức:
Nếu \(x \ge 3\) và \(y \ge 2\), thì \(2xy – 1 > x^2 + y\)?
Xét \(2xy – 1 – (x^2 + y) = 2xy – x^2 – y – 1\).
Nếu \(x=3, y=2\), \(2(3)(2) – 1 = 11\), \(3^2 + 2 = 11\). \(11 \mid 11\). Vậy \(k=1\). Ta đã có \( (3, 2) \).
Nếu \(x=3, y=1\), \(2(3)(1) – 1 = 5\), \(3^2 + 1 = 10\). \(5 \mid 10\). \(k=2\). Ta đã có \( (3, 1) \).
Xét \(k \ge 2\).
Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(x, y\) là một nghiệm, thì ta có thể dùng phương pháp tương tự như bài toán tương tự.
Nếu \(x\) cố định, coi \(t^2 + y – 2kty + k = 0\) không đúng.
Phương trình là \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(x\) là một nghiệm, thì \(x^2 + y – 2kxy + k = 0\).
Xem xét phương trình \(t^2 + y – 2kty + k = 0\) không đúng.
Xem xét phương trình bậc hai theo \(x\): \(x^2 – (2ky)x + (y+k) = 0\).
Nếu \( (x_0, y_0) \) là một nghiệm với \(x_0, y_0\) nguyên dương và \(k \ge 2\).
Ta có \(x_0^2 – 2ky_0 x_0 + y_0 + k = 0\).
Phương trình bậc hai này có một nghiệm là \(x_0\).
Nghiệm còn lại \(x_1\) thỏa mãn:
\( x_0 + x_1 = 2ky_0 \)
\( x_0 x_1 = y_0 + k \)
Do \(x_0\) nguyên dương, \(x_1 = 2ky_0 – x_0\) cũng là một số nguyên.
Và \(x_1 = \frac{y_0 + k}{x_0}\). Vì \(y_0, k, x_0\) là số dương, \(x_1 > 0\).
Vậy \(x_1\) là một số nguyên dương.
Nếu \(x_1 = 0\), thì \(y_0 + k = 0\), không thể.
Ta có \(x_1 = \frac{y_0 + k}{x_0}\).
Nếu \(x_0\) là nghiệm, ta có thể tìm được một nghiệm khác \(x_1\).
Xét \(k \ge 2\).
Nếu \(y=1\), ta có \(x^2 – 2kx + (1+k) = 0\).
Nếu \(x\) là nghiệm, thì \(x + x_1 = 2k\) và \(x x_1 = 1+k\).
Ta đang xét \(2xy – 1 \mid x^2 + y\).
Nếu \(y=1\), \(2x – 1 \mid x^2 + 1\).
Nếu \(x=1\), \(1 \mid 2\). \( (1, 1) \).
Nếu \(x=3\), \(5 \mid 10\). \( (3, 1) \).
Nếu \(x=1\), \(2y – 1 \mid 1 + y\).
Nếu \(y=1\), \(1 \mid 2\). \( (1, 1) \).
Nếu \(y=2\), \(3 \mid 3\). \( (1, 2) \).
Xét \(k \ge 2\).
Nếu \(x \ge 3\) và \(y \ge 2\).
Khi đó \(2xy – 1 > x^2 + y\).
Chứng minh:
\(2xy – 1 – (x^2 + y) = -x^2 + 2xy – y – 1\)
= \(-(x^2 – 2xy + y^2) + y^2 – y – 1\)
= \(-(x-y)^2 + y^2 – y – 1\).
Nếu \(y=1\), \(y^2 – y – 1 = 1-1-1 = -1\). \( -(x-1)^2 – 1 < 0 \).
Nếu \(y=2\), \(y^2 – y – 1 = 4 – 2 – 1 = 1\). \( -(x-2)^2 + 1 \).
Nếu \(x=3, y=2\), \(-(3-2)^2 + 1 = -1 + 1 = 0\). \(2xy – 1 = x^2 + y\).
Nếu \(x \ge 3, y \ge 2\), ta có \(x^2 \ge 9, y^2 \ge 4\).
Xét \(f(x, y) = 2xy – x^2 – y – 1\).
Nếu \(y \ge 2\), ta có \(y^2 – y – 1 \ge 4 – 2 – 1 = 1\).
Ta có \(2xy – 1 \mid x^2 + y\).
Nếu \(2xy – 1 > x^2 + y\), thì \(x^2 + y = 0\), không thể.
Vậy \(2xy – 1 \le x^2 + y\).
\(2xy – x^2 – y – 1 \le 0\).
Xét \(x \ge 3, y \ge 2\).
Ta có \(2xy – 1 > x^2 + y\) nếu \(x^2 – 2xy + y + 1 < 0\).
Nếu \(x=3, y=2\), \(9 – 12 + 2 + 1 = 0\).
Nếu \(x=4, y=2\), \(16 – 16 + 2 + 1 = 3 > 0\). \(2xy – 1 = 15\), \(x^2 + y = 18\). \(15 \nmid 18\).
Nếu \(x=3, y=3\), \(9 – 18 + 3 + 1 = -5 < 0\). \(2xy - 1 = 17\), \(x^2 + y = 12\). \(17 \nmid 12\).
Trở lại \(x^2 + y = k(2xy – 1)\) với \(k \ge 2\).
Nếu \(x \ge 3, y \ge 2\). Ta có \(2xy – 1 > x^2 + y\).
Chứng minh:
Ta cần chứng minh \(x^2 – 2xy + y + 1 > 0\) với \(x \ge 3, y \ge 2\).
Coi \(f(x) = x^2 – 2xy + y + 1\). Với \(y \ge 2\), \(f'(x) = 2x – 2y\).
Nếu \(x > y\), \(f'(x) > 0\), hàm đồng biến.
Nếu \(x \ge 3, y \ge 2\), thì \(x > y\).
Giá trị nhỏ nhất của \(x^2 – 2xy + y + 1\) đạt tại \(x=3\).
Khi \(x=3\), \(9 – 6y + y + 1 = 10 – 5y\).
Nếu \(y=2\), \(10 – 10 = 0\).
Nếu \(y=3\), \(10 – 15 = -5\).
Vậy \(2xy – 1 > x^2 + y\) không phải lúc nào cũng đúng.
Ta có các nghiệm tìm được:
- \( (1, 1) \): \(2(1)(1)-1=1\), \(1^2+1=2\). \(1 \mid 2\).
- \( (1, 2) \): \(2(1)(2)-1=3\), \(1^2+2=3\). \(3 \mid 3\).
- \( (3, 1) \): \(2(3)(1)-1=5\), \(3^2+1=10\). \(5 \mid 10\).
- \( (3, 2) \): \(2(3)(2)-1=11\), \(3^2+2=11\). \(11 \mid 11\).
Ta sẽ chứng minh không có nghiệm nào khác với \(k \ge 2\).
Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(x=1\), ta có \(1+y = k(2y-1)\). Nếu \(k \ge 2\), thì \(2y-1\) phải chia hết \(1+y\). Ta đã xét trường hợp \(x=1\), nghiệm là \( (1, 1) \) với \(k=2\), và \( (1, 2) \) với \(k=1\).
Nếu \(y=1\), ta có \(x^2+1 = k(2x-1)\). Nếu \(k \ge 2\), thì \(2x-1\) phải chia hết \(x^2+1\). Ta đã giải \(2x-1 \mid x^2+1\), nghiệm là \( (1, 1) \) với \(k=2\), và \( (3, 1) \) với \(k=2\).
Xét \(x \ge 2, y \ge 2\).
Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(k \ge 2\), thì \(x^2 + y \ge 2(2xy – 1) = 4xy – 2\).
\(x^2 + y – 4xy + 2 \ge 0\).
Nếu \(x=2, y=2\), \(4 + 2 – 16 + 2 = -8 < 0\).
Nếu \(x=2, y=3\), \(4 + 3 – 24 + 2 = -15 < 0\).
Nếu \(x=3, y=2\), \(9 + 2 – 24 + 2 = -11 < 0\).
Ta cần chứng minh rằng với \(k \ge 2\), không có nghiệm nguyên dương.
Giả sử tồn tại nghiệm \( (x, y) \) với \(k \ge 2\).
Ta có \(x^2 + y = k(2xy – 1)\).
Nếu \(x \ge 3\) và \(y \ge 3\).
\(2xy – 1 \ge 2(3)(3) – 1 = 17\).
\(x^2 + y \ge 3^2 + 3 = 12\).
Ta có \(x^2 + y – 2kxy + k = 0\).
Xét trường hợp \(x=y\), ta đã chứng minh chỉ có \(x=1\), tức là \( (1, 1) \).
Xét \(x \ge 2\), \(y \ge 2\).
Nếu \(x^2 + y = k(2xy – 1)\) với \(k \ge 2\).
\(x^2 + y \ge 2(2xy – 1) = 4xy – 2\).
\(x^2 – 4xy + y + 2 \ge 0\).
Nếu \(x=2\), \(4 – 8y + y + 2 \ge 0 \Rightarrow 6 – 7y \ge 0 \Rightarrow 7y \le 6 \Rightarrow y \le 6/7\). Không có \(y \ge 2\).
Nếu \(y=2\), \(x^2 – 8x + 2 + 2 \ge 0 \Rightarrow x^2 – 8x + 4 \ge 0\).
Nghiệm của \(x^2 – 8x + 4 = 0\) là \( x = \frac{8 \pm \sqrt{64 – 16}}{2} = \frac{8 \pm \sqrt{48}}{2} = 4 \pm \sqrt{12} \). Khoảng \( 0.53 \le x \le 7.47 \).
Nếu \(y=2\), thì \(x \ge 8\).
Ta cần xét \(2xy – 1 \mid x^2 + y\) với \(y=2\) và \(x \ge 8\).
\(4x – 1 \mid x^2 + 2\).
\(4x – 1 \mid 4(x^2 + 2) = 4x^2 + 8\).
\(4x^2 + 8 = x(4x – 1) + x + 8\).
\(4x^2 + 8 = (x+1)(4x – 1) + 4x – 1 + x + 8 = (x+1)(4x-1) + 5x + 7\).
\(4x^2 + 8 = (x)(4x-1) + x+8\).
Ta có \(4x – 1 \mid x + 8\).
Nếu \(4x – 1 \le x + 8\), thì \(3x \le 9\), \(x \le 3\). Nhưng ta đang xét \(x \ge 8\).
Trường hợp này không có nghiệm.
Vậy các nghiệm tìm được là:
- \( (1, 1) \)
- \( (1, 2) \)
- \( (3, 1) \)
- \( (3, 2) \)
Kết luận:
Các cặp số nguyên dương \( (x, y) \) thỏa mãn điều kiện là \( (1, 1), (1, 2), (3, 1), (3, 2) \).
\(x^2+y vdots 2xy-1\)
\(=>2y(x^2+y) vdots 2xy-1\)
\(=>x(2xy-1)+2y^2+x vdots 2xy-1\)
\(=>2y^2+x vdots 2xy-1\)
Do \(x;y>=1 =>2y^2+x>0\)
Đặt \(k=(2y^2+x)/(2xy-1) (k in NN)\)
Xét \(k=1 => 2y^2+x=2xy-1\)
\(=>x=y+(y+1)/(2y-1)\)
Do \(x;y in NN\)
\(=>y+1 vdots 2y-1\)
\(=>3 vdots 2y-1\)
\(=> y in {1;2}\)
\(=>(x;y) in {(3;1),(3;2)}\)
Xét \(k>=2\)
\(=> 2y^2+x >=2(2xy-1) \)
\(=>2y^2+2 >= x(4y-1)\)
\(=>x<= (2y^2+2)/(4y-1)\)
Với \(y=1 =>x=1\)
Với \(y=2=>x=1\)
Với \(y>=3\)
\(=>2ky-1 > 2y^2 +k AAk>=2 =>x<1(\) loại \()\)
Vậy,..

Trợ Lý Xưởng In Thiên Nam
Add comment