求X^3-Y^3=XY+113的正整数解

2025-06-20 12:12:47
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回答1:

X^3-Y^3=(X-Y)(X^2+XY+Y^2)=XY+113
因为X,Y均为正整数,XY+113>0,X^2+XY+Y^2>0,所以X>Y
令X-Y=a,a为正整数
则a[X^2+X(X-a)+(X-a)^2]=X(X-a)+113
3aX^2-3a^2X+a^3=X^2-aX+113
移项合并同类项得关于X的一元二次方程(a为参数)
(3a-1)X^2-a(3a-1)X+(a^3-113)=0
因为X为正整数,由求根公式知
多项式a^2(3a-1)^2-4(3a-1)(a^3-113)有整数平方根
可以看出此多项式有一个因式(3a-1),所以可以分解因式得
(3a-1)(-a^3-a^2+452),由于a为正整数,所以3a-1>0,又此多项式有平方根,
所以-a^3-a^2+452>0,即a^2(a+1)<452
由于a^2(a+1)随a增大而增大,当a=8时a^2(a+1)=576>452,不可取
a=7,(3a-1)(-a^3-a^2+452)=20*160=320,无整数平方根,不可取
a=6,(3a-1)(-a^3-a^2+452)=17*200,无整数平方根,不可取
a=5,(3a-1)(-a^3-a^2+452)=14*302,无整数平方根,不可取
a=4,(3a-1)(-a^3-a^2+452)=11*372,无整数平方根,不可取
a=3,(3a-1)(-a^3-a^2+452)=8*416,无整数平方根,不可取
a=2,(3a-1)(-a^3-a^2+452)=5*440,无整数平方根,不可取
a=1,(3a-1)(-a^3-a^2+452)=2*450=900,有整数平方根,可取!
所以a只能取1,此时代入参数值,关于X的方程为
2X^2-2X+112=0
X^2-X+56=0
(X-8)(X+7)=0
又X>0,所以X=8
Y=X-a=8-1=7
得解。