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求xyz=k(x^2+y^2+z^2),k为正整数的正整数解?

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抛砖引玉:显然,x=y=z=3k是原式的解!其余情况呢?


IP属地:江苏1楼2024-06-12 10:41回复
    或许可以这样?
    原式为xyz=k(x^2+y^2+z^2)
    已经知道[x=y=z=3k]是原式的解,因此,可假设x=3k+m,y=3k+n,z=3k+p,其中[m,n,p]是小于等于2的正整数。
    将这些代入原式,得到:
    3k(3k+m)(3k+n)(3k+p)=k[(3k+m)^2+(3k+n)^2+(3k+p)^2]
    化简:
    27k^4+(9m^2+18mn+9n^2+9m^2+18mp+9p^2+9n^2+18np+9p^2)k=9k^3(m+n+p+m^2+n^2+p^2)
    继续整理,得到:
    3k^3=3(m+n+p+m^2+n^2+p^2)
    即:
    k^3=(m+n+p+m^2+n^2+p^2)
    因为k是正整数,所以m+n+p+m^2+n^2+p^2也是正整数。[m,n,p]是小于等于2的正整数,所以m^2+n^2+p^2的取值范围是[0,1,2,3,4,5,6,9]。
    所以,k^3的取值范围是[0,1,2,3,4,5,6,9]。
    粗略验证,k=0,1,2,3,4,5,6,9都是满足条件的正整数解。
    此法不知是否可行?不对请指出问题谢谢


    IP属地:广东2楼2024-06-12 11:02
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      2025-09-04 10:07:20
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      再给一个特例:x=y=2k/a+ka,z=2k+ka^2,a/2k
      证明:当x=y,原式即为:2kx^2+kz^2=zx^2
      (z-2k)x^2=kz^2,z=2k+k(z^2/x^2)=2k+ka^2,x=y=z/a=(2k+ka^2)/a=2k/a+ka
      根据不同k,得出不同解:
      1、a=1,x=y=z=3k
      2、a=2,x=y=3k,z=6k
      3、a=k,x=y=k^2+2,z=k^3+2k
      4、a=2k,x=y=2k^2+1,z=4k^3+2k
      如果x、y、z两两互素呢?


      IP属地:江苏3楼2024-06-12 11:06
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        不要求x, y, z互素的话,x=a(a²+b²+c²), y=b(a²+b²+c²), z=c(a²+b²+c²),k=abc就是一组解
        因为x, y, z同时乘以某个数t之后,xyz/(x²+y²+z²)比值也会增加t倍,这个比值本身一定是有理数,t取它的分母之后比值就变成整数,所以不管x:y:z是哪一种比例,都有对应的正整数解


        IP属地:北京来自Android客户端4楼2024-06-13 02:31
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