- Cho các số nguyên $a,b,c$ và số nguyên tố $p$.CMR tồn tại $x,y,z$ không đồng thời chia hết cho $p$ sao cho $p|ax^2+by^2+cz^2$
Nếu có 1 trong 3 số a,b,c chia hết cho p,không mất tổng quát giả sử là a,thì khi đó ta chỉ cần chọn y=z=p; x=1
Nếu a,b,c đều không chia hết cho p
p=2.Dĩ nhiên thỏa
Xét p>2
Ta chọn trước z=1
Vì ${(p - k)^2} \equiv {k^2}(\bmod p)$nên với mọi số nguyên x thì${x^2}$ chia p chỉ có các số dư là ${0,1,2^2},...{\left( {\frac{{p - 1}}{2}} \right)^2}$
Xét các số${\rm{a}}{{\rm{x}}^2}$ (gọi là tập A)với x chạy qua$0,1,2,...\left( {\frac{{p - 1}}{2}} \right)$ và các số $ - b{y^2} - c$(gọi là tập B)với y chạy qua $0,1,2,...\left( {\frac{{p - 1}}{2}} \right)$
Dĩ nhiên ta có các số ${\rm{a}}{{\rm{x}}^2}$có số dư đôi một khác nhau khi chia cho p và các số$ - b{y^2} - c$ có số dư đôi một khác nhau khi chia cho p(*)
Tổng các phần tử của 2 tập A và B là p+1(mỗi tập có $\frac{{p + 1}}{2}$phần tử)
Mà 1 số khi chia cho p chỉ có p số dư.Kết hợp với (*) phải có 1 phần tử thuộc A và 1 phần tử thuộc B mà 2 phần tử này có cùng số dư khi chia cho p.Giả sử là ${\rm{ax}}_0^2; - by_0^2 - c$
Khi đó ta có$ax_0^2 - ( - by_0^2 - c) \vdots p \Leftrightarrow ax_0^2 + by_0^2 + c \vdots p$
Vậy bộ số $\left( {{x_0};{y_0};1} \right)$thỏa đề bài.Suy ra đpcm