Đặt \(k=\frac{a^2+b^2}{ab+1}\)\(\left(k\inℤ\right)\)
Giả sử k không là số chính phương
Cố định số nguyên dương k,sẽ tồn tại cặp (a,b) . Ta kí hiệu
\(S=\left(\left(a,b\right)\in N\times N|\frac{a^2+b^2}{ab+1}=k\right)\)
Theo nguyên lí cực hạn thì các cặp thuộc S tồn tại (a,b) sao cho a+b đạt min
Giả sử \(a\ge b>0\)cố định b ta còn số nữa khác a theo phương trình \(k=\frac{x+b^2}{xb+1}\)
\(\Leftrightarrow x^2-kbx+b^2-k=0\)phương trình có nghiệm a
Theo \(VIET:\hept{\begin{cases}a+x_2=kb\\a.x_2=b^2-k\end{cases}}\)
\(\Rightarrow x_2=kb-a=\frac{b^2-k}{a}\)
Dễ thấy x2 nguyên
Nếu x2<0 thì \(x_2^2-kbx_2+b^2-k\ge x^2_2+k+b^2-k>0\)(vô lí) \(\Rightarrow x_2\ge0\)do đó \(\left(x_2,b\right)\in S\)
Do \(a\ge b>0\Rightarrow x_2=\frac{b^2-k}{a}< \frac{a^2-k}{a}< a\)
\(\Rightarrow x_2+b< a+b\)(trái với a+b đạt min)
=> k là số chính phương (đpcm)
Xong rồi đấy,bạn tinck cho mình với nhé