Tìm các số nguyên tố $p$ sao cho $\frac{1}{p}=\frac{1}{a^2}+\frac{1}{b^2}$ với $a,b$ là các số nguyên dương.
-------------------------------------------
p/s: Mình được thầy gợi ý là:
Giả sử $(a,b)=m$ suy ra $a=mq,b=mr$ với $(q,r)=1$. Do đó: $p(r^2+q^2)=m^2q^2r^2$
Từ đó lập luận để $q=r=1$
Với p=2 . Thay vào ta tìm được a=b=2 (thõa mãn)
Với p>2 nên p lẻ.
Giả sử tồn tại số nguyên tố lẻ p thõa mãn $\frac{1}{p}=\frac{1}{a^{2}}+\frac{1}{b^{2}}$
$\Leftrightarrow$$\frac{1}{p}=\frac{a^{2}+b^{2}}{a^{2}b^{2}}$
$\Leftrightarrow a^{2}b^{2}=p(a^{2}+b^{2})$
$\Leftrightarrow a^{2}b^{2}-pa^{2}-pb^{2}=0$
$\Leftrightarrow a^{2}(b^{2}-p)-p(b^{2}-p)-p^{2}=0$
$\Leftrightarrow (b^{2}-p)(a^{2}-p)=p^{2}$
Vì p là số nguyên tố lẻ nên p2 có các ước là 1,-1,p,-p,p2,-p2
Xét các trường hợp ta thấy ko tồn tại số nguyên tố lẻ p thõa mãn