Một bài tương tự :
Bài 193: CMR phương trình sau có vô số nghiệm hữu tỉ không nguyên:
$\left \{ x^3 \right \}+\left \{ y^3 \right \}=\left \{ z^3 \right \}$
Bổ đề : Phương trình $\left \{ x^{2} \right \}=\left \{ x \right \}^{2}$ có nghiệm trên tập $\mathbb{Q}\setminus \mathbb{Z}$ là $x=n+\frac{m}{2n}$ với $m,n\in \mathbb{Z},|2n|> |m|$, $m,n$ cùng dấu
Chứng minh :
$\left \{ x^{2} \right \}=\left \{ x \right \}^{2}\Leftrightarrow \left \{ \left ( \left [ x \right ]+\left \{ x \right \} \right ) ^{2}\right \}=\left \{ x \right \}^{2}\Leftrightarrow 2\left [ x \right ]\left \{ x \right \}=m\in \mathbb{Z}$
Đặt $\left [ x \right ]=n\in \mathbb{Z}\Rightarrow 0<\left \{ x \right \}=\frac{m}{2n}<1$
Do đó $x=\left [ x \right ]+\left \{ x \right \}=n+\frac{m}{2n}$
Quay trở lại bài toán :
Chọn $(I)\left\{\begin{matrix} x^{3}=x_{0}^{2}\\ y^{3}=y_{0}^{2}\\ z^{3}=z_{0}^{2} \end{matrix}\right.\qquad(x_{0},y_{0},z_{0}\in \mathbb{Q}\setminus \mathbb{Z})$
Khi đó phương trình trở thành :
$$\left \{ x_{0}^{2} \right \}+\left \{ y_{0}^{2} \right \}=\left \{ z_{0}^{2} \right \}$$
Tiếp tục chọn $$x_{0}=n+\frac{m}{2n},y_{0}=n+\frac{p}{2n},z_{0}=n+\frac{q}{2n}$$
Trong đó $m,n,p,q\in \mathbb{Z}$,$m,n,p,q$ cùng dấu, $|m|,|p|,|q| < |2n|$
Khi đó theo bổ đề ta có $$\left \{ x_{0}^{2} \right \}=\left \{ x_{0} \right \}^{2},\left \{ y_{0}^{2} \right \}=\left \{ y_{0} \right \}^{2},\left \{ z_{0}^{2} \right \}=\left \{ z_{0} \right \}^{2}$$
Khi đó phương trình trở thành :
$$\left \{ x_{0} \right \}^{2}+\left \{ y_{0} \right \}^{2}=\left \{ z_{0} \right \}^{2}\Leftrightarrow \left ( \frac{m}{2n} \right )^{2}+\left ( \frac{p}{2n} \right )^{2}=\left ( \frac{q}{2n} \right )^{2}\Leftrightarrow m^{2}+p^{2}=q^{2}$$
Đây là phương trình $Pytagore$ nên sẽ có vô số nghiệm nguyên.
Như vậy bài toán sẽ được giải quyết nếu như hệ $(I)$ có nghiệm hữu tỉ không nguyên.
Từ hệ, ta có $x=x_{0}^{2/3}\in \mathbb{Q}\Rightarrow x_{0}$ phải là lập phương của một số hữu tỉ.
$\Rightarrow n+\frac{m}{2n}$ phải là lập phương của một số hữu tỉ.
Rõ ràng nếu chọn $n=\pm 2^{3k-1}\qquad(k \in N^{*})$ thì $n+\frac{m}{2n}=\pm \frac{2^{9k^2-6k}+m}{2^{3k}}$ luôn có thể là lập phương của một số hữu tỉ (vì chỉ cần chọn $m$ nguyên thỏa $|m| < |2n| = 2^{3k}$ sao cho $2^{9k^2-6k}+m$ là lập phương của một số nguyên)
Tương tự khi xét $y_{0},z_{0}$. Như vậy, phương trình ban đầu có vô số nghiệm hữu tỉ không nguyên.
Chỗ màu đó hình như là trục trặc rồi. Lời giải vẫn bị kẹt. Đăng lời giải lên đi Hoàng !
__________________________________________________________________________
Với cách trên, ta hoàn toàn giải quyết trọn vẹn được bài toán sau :
Chứng minh rằng phương trình $\left \{ x^{2} \right \}+\left \{ y^{2} \right \}=\left \{ z^{2} \right \}$ có vô số nghiệm trên tập $\mathbb{Q}\setminus \mathbb{Z}$
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi Juliel: 04-09-2013 - 19:54