Имя: Пароль:
IT
 
Можно ли подобрать рациональные числа?
, ,
0 Ненавижу 1С
 
гуру
20.01.14
15:37
Можно ли подобрать такие рациональные числа x,y, что будет верным равенство:
x*y*(x+y)=3
17 Ненавижу 1С
 
гуру
20.01.14
16:47
(13) ну это не тривиально
18 acsent
 
20.01.14
16:49
что нибудь проверки корень из 2 не рациональное, типо четности
19 Steel_Wheel
 
20.01.14
16:51
(10) Множество действительных чисел. Так что все ОК. Под решения не подпадают только мнимые числа
20 Steel_Wheel
 
20.01.14
16:51
ну, или дские корни
21 mr_K
 
20.01.14
16:52
(16) ну у меня и начальное уравнение немного другое.
вощем вся суть в доказательстве иррациональности (13) или (15), не принципиально
22 Ненавижу 1С
 
гуру
20.01.14
16:52
(19) действительные <> рациональные
23 SUA
 
20.01.14
16:53
да, скучная задача - показать что y^3+12 не может быть квадратом рационального числа
24 Laerys
 
20.01.14
16:53
(19) как все грустно с математикой, расскажи тогда корню из 2, что он рационален, или числу пи
25 Ненавижу 1С
 
гуру
20.01.14
16:55
(23) это почему?
там вроде y^4+12*y
26 SUA
 
20.01.14
16:59
да немного не так
x=ty (что оба не нули проверяется непосркдственно)
тогда
y^3*t*(t+1)=3
t^2+t-3/y^3=0
и дискриминант
1+12/y^3=R^2
все равно уже куб а не 4я степень
27 SUA
 
20.01.14
17:01
или y^3=(R^2-1)/12
28 Laerys
 
20.01.14
17:08
(27) а дальше, наверно, надо курить чтото вроде признаков делимости, но я не придумал как :)
29 Yea-Yea
 
20.01.14
17:19
1000000 руб за ТЗ и 5000000 за разработку
30 Steel_Wheel
 
21.01.14
03:32
(24), (22) Я исправился. И наного раньше Ваших комментов.
31 Steel_Wheel
 
21.01.14
03:34
(0) Ну, я подобрал. А в чем челлендж-то?
32 sda553
 
21.01.14
05:43
Свел к задаче
Подобрать такие натуральные n и m чтобы
9+4*m^3=n^2
33 el7cartel
 
21.01.14
07:40
рациональных нет! если добавить комплексную то да
34 sda553
 
21.01.14
09:25
(33) Мда. Слова знакомые вспомнил?
35 Ненавижу 1С
 
гуру
21.01.14
10:05
Вот пока что вышло:

Решаем x*y*(x+y)=3 относительно x:
y*x^2+y^2*x-3=0

x1=(-y^2+sqrt(D))/(2*y)
x2=(-y^2-sqrt(D))/(2*y)
D = y^4+12*y

Вся проблема рациональности в том, чтобы D = y^4+12*y был квадратом рационального числа.
Пусть y=a/b, где a,b - взаимнопростые целые числа. Заметим также, что a,b<>0.

y^4+12*y = (a^4+12*a*b^3)/(b^4)
знаменатель - квадрат, значит квадратом должен быть и числитель
то есть a^4+12*a*b^3 = z^2, где z - некое целое число.
Заметим z делится на a, то есть z=k*a
a^4+12*a*b^3 = (k^2)*(a^2)
a^3+12*b^3 = (k^2)*a
12*b^3 = (k^2)*a-a^3
правая часть делится на a, значит и левая делится, но a,b - взаимнопросты. Значит 12 делится на a.
Итак имеем следующие варианты:
a= 1,2,3,4,6,12,-1,-2,-3,-4,-6,-12

Дальше пока перебор получается тяжким...
36 supremum
 
21.01.14
11:48
Решение точно есть? Или это нужно опровергнуть?
37 Ненавижу 1С
 
гуру
21.01.14
11:49
(36) мне кажется стоит доказать, что решения нет
38 sda553
 
21.01.14
12:20
Допустим
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21x%3D%5Cfrac%7Bp_x%7D%7Bq_x%7D%20%3B%20y%3D%5Cfrac%7Bp_y%7D%7Bq_y%7D%3B.gif

где p и q - натуральные числа, больше нуля. Мы имеем право считать эти дроби нескоратимыми.

Тогда
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21xy(x%2By)%3D3%20%5CLeftrightarrow%20%5Cfrac%7Bp_x%7D%7Bq_x%7D%5Cfrac%7Bp_y%7D%7Bq_y%7D(%5Cfrac%7Bp_xq_y%2Bp_yq_x%7D%7Bq_xq_y%7D)%3D3%3B.gif

Избавимся от дробей
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21p_xp_y(p_xq_y%2Bp_yq_x)%3D3(q_xq_y)%5E%7B2%7D%3B.gif

Теперь заметим, что так как дроби по условию не сократимы, то такое возможно только при
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21p_xp_y%3D3%3Bp_xq_y%2Bp_yq_x%3D(q_xq_y)%5E2.gif

Это так потому что, иначе у p и q в их разложении будут одинаковые множители, что противоречит несократимости дроби.
Первое выражение может выполнятся только при таких натуральных p
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21p_x%3D1%3Bp_y%3D3%3B.gif
с точностью до симметрии

А значит
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21q_y%2B3q_x%3D(q_xq_y)%5E2.gif

Решаем это как квадратное уравнение и получаем следующий дискриминант
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21D%3D9%2B4q_y%5E%7B3%7D.gif

Который должен равнятся квадрату
осталось перебрать натуральные числа и посмотреть, получается ли какой нибудь квадрат.
39 Ненавижу 1С
 
гуру
21.01.14
12:44
>>Теперь заметим, что так как дроби по условию не сократимы, то такое возможно только при
http://www.texify.com/img/%5CLARGE%5C%21p_xp_y%3D3%3Bp_xq_y%2Bp_yq_x%3D(q_xq_y)%5E2.gif

Тут поосторожнее бы, почему не может быть
px=qy^2 и py=qx^2 и это только крайний случай
40 Laerys
 
21.01.14
12:51
>>где p и q - натуральные числа, больше нуля. Мы имеем право считать эти дроби нескоратимыми.
ну... как минимум не натуральные, а целые, и явно не обязательно больше нуля
41 sda553
 
21.01.14
12:57
(39) а ну да, что то тут не очень
42 Laerys
 
21.01.14
12:59
(39) Пример не правильный, но утверждение мне кажется все равно не верным
43 supremum
 
21.01.14
17:02
Может так:

xy(x+y)=3

y=a/b
x=c/d

a, b, c, d -взаимопростые числа

замена: k - рационально
y=kx

x+y=x(1+k)

x^3k(1+k)=3

следовательно:

x, y, k числители и знаменатели не делятся на 3.

а вот k+1 и тогда x+y может прекрасно делится на 3:

k=(3m+1)/(3n+2)

1+k=3(m+n+1)/(3n+2)
44 Ненавижу 1С
 
гуру
21.01.14
17:05
(43) и какой же вывод?

>> a, b, c, d -взаимопростые числа
если попарно, то это не так
>>x, y, k числители и знаменатели не делятся на 3.
почему?
45 zak555
 
21.01.14
17:06
Ненавижу 1С ты откуда школьные задачи черпаешь -- из егэ что ли ?
46 Ненавижу 1С
 
гуру
21.01.14
17:07
(45) ты сначала реши ее, потом умничай
47 supremum
 
21.01.14
17:08
(44)
a, b, c, d -взаимопростые числа  - дополнительное условие для простоты.
48 zak555
 
21.01.14
17:09
(46) так я двоечник
49 BadSanta
 
22.01.14
10:38
(32) m = 0 n = 3
50 sda553
 
22.01.14
10:40
(49) в (38) я уточнил, что число больше нуля
51 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
11:36
Другой подход:

Умножаем уравнение на куб общего знаменателя и получаем уравнение в целых числах:
X*Y*(X+Y)=3*Z^3
если хотя бы два из чисел X,Y,(X+Y) имеют общий делитель больший 1, то они все имеют этот делитель и Z - также на него делится. Следовательно можно на него разделить и уравнение останется неизменным. Поэтому можно считать, что X,Y,(X+Y) попарно взаимнопросты.
Поэтому любой простой делитель Z входит в разложение одного и только одного из этих чисел. А значит два из них кубы, а одно - утроенный куб.
То есть имеем,
либо A^3+B^3=3*C^3
либо 3*A^3+B^3=C^3
52 sda553
 
22.01.14
12:49
(51) И выходим на что то типа Большой теоремы Феерма
53 Avganec
 
22.01.14
12:55
(51) при умножении уравнения, нужно умножать обе части, поэтому уравнение X*Y*(X+Y)=3*Z^3 НЕ ВЕРНО. при умножении нужно умножать обе части.
54 sda553
 
22.01.14
12:56
(53) У него обе умножены
55 Avganec
 
22.01.14
12:58
(54) хоть убей не вижу. левая часть без изменения, а права я новым члевом.
56 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
13:01
(55) это не сравнение, были рациональные, стали целые
57 sda553
 
22.01.14
13:03
58 Avganec
 
22.01.14
13:09
(56) для того, чтобы перейти от рациональных к целым надо и переменные x и y поменять
59 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
13:10
(58) я их поменял, с маленьких на большинькие
в (57) расписали подробнее
60 zva
 
22.01.14
13:15
(52) не совсем, из А^3+B^3 кратно 3 => А^3+B^3 кратно 9 т.к. либо А и В кратны 3, либо А = 3k+1, В = 3n+2
61 acsent
 
22.01.14
13:17
А теорема Ферма для рациональных чисел верна?
62 sda553
 
22.01.14
13:21
(60) Ты прав, отсюда следует, что C точно кратно 3, а значит
A^3+B^3 кратно 3^4
63 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
13:26
(60) "либо А и В кратны 3" - отметается вариант (они же взаимнопросты)
(62) согласен, но что это дает?
64 sda553
 
22.01.14
13:27
(63) У нас пока вообще нет ничего, что хоть что либо давало
65 Lenka_Boo
 
22.01.14
13:33
(0) График для наглядности построить не смог?
66 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
13:34
(65) простите, график нам как поможет в этой задаче?
67 sda553
 
22.01.14
13:34
(65) А еще книжку раскраску добавить
68 supremum
 
22.01.14
13:42
(61) Нет

a^3+b^3=3^p*c^3

p - целое больше нуля

представим:

a=3^pn+1
b=3^pm+3^p-1

тогда:

a^3+b^3 будут кратны 3^(p+1)
69 supremum
 
22.01.14
13:43
70 supremum
 
22.01.14
13:44
+(68) Можно добавить, что с - не кратно 3
71 supremum
 
22.01.14
13:44
+(70) Получили противоречие.
72 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
13:45
(71) ты какую задачу решал?
73 Lenka_Boo
 
22.01.14
13:45
(66) Переведи формулу в состояние  "Y = ..."
Построй график от X и увидишь что у тебя подобраться может.
74 Avganec
 
22.01.14
13:48
(73) а как ты на карте рациональную точку от нерациональной отличишь?
75 sda553
 
22.01.14
13:48
Дайте кто нибудь раскраску Ленке_Бу
76 supremum
 
22.01.14
13:51
(72) A^3+B^3=3*C^3

A и B - взаимопросты, значит на 3 не  делятся.

тогда делится сумма.

представим:

A=3n+1
B=3m+2

получается, что С кратна 3, делаем замену С=3С`

Тогда:

A^3+B^3=3^4C`

Снова представим:

A=81n+1
B=81m+80

и т.д.
77 Lenka_Boo
 
22.01.14
13:56
(74) Логарифмом.
Под словом "карта" имеется ввиду график или ты с координатами GPS возишься?
78 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
13:57
(76)

>> Снова представим:
>> A=81n+1
>> B=81m+80

а вот тут вариантов поболее
A=81n+2
B=81m+25
например и т.д.
79 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
13:57
(77) ну давай, пробуй
80 Lenka_Boo
 
22.01.14
13:59
(79) Еще и за тебя делать? Жди вечера тогда.
81 Ненавижу 1С
 
гуру
22.01.14
14:25
(80) жду ))
82 Wasya
 
22.01.14
16:26
уравнение не имеет рациональных решений
http://www.stihi.ru/2012/01/17/887
83 Ненавижу 1С
 
гуру
23.01.14
08:37
(80) чей-то не дождался, обидно
(82) класс
84 zva
 
23.01.14
08:43
Походу и правда аналог теоремы Ферма... Таниямой, модулярными формами и эллиптическими кривыми попахивает.
85 supremum
 
23.01.14
08:44
(84) Не все так просто.

x*y*(x+y)=1 - получаем Ферма,

x*y*(x+y)=2 - имеет тривиальное решение.
86 Ненавижу 1С
 
гуру
23.01.14
08:58
(85) почему Ферма, да и аналог для n=3 достаточно давно доказан
87 supremum
 
23.01.14
09:01
(86) Еще Эйлером, кажись.
88 supremum
 
23.01.14
09:06
X*Y*(X+Y)=Z^3

>>Поэтому можно считать, что X,Y,(X+Y) попарно взаимнопросты.
Поэтому любой простой делитель Z входит в разложение одного и только одного из этих чисел.

Тогда:

X, Y, X+Y - кубы.
89 Ненавижу 1С
 
гуру
23.01.14
09:10
(88)  там утроенный куб справа
90 supremum
 
23.01.14
09:21
Хм...

(89)
Я про свой пост (85), который к (84)

>>x*y*(x+y)=1 - получаем Ферма

добавлю, для степени 3.

К чему это все. Если рассмотреть такой вариант уравнения:

xy(x+y)=c, где с - целое положительное число, то перебирая

с=1,2,3... получаем либо очень сложные либо очень простые.

Сразу говорить, что уравнение в (0) не имеет элементарного решения я бы не стал, для с=2 оно же есть. Но что-то его не видно.
91 Avganec
 
23.01.14
13:50
(0) а может пойти из определения рациональных чисел? число x - рационально, если существуют такие целые a и b взаимнопростые числа, что x=a/b.

И если заменить x=a/b и y=c/d, то получим

(a/b) * (c/d) * ((a/b) + (c/d)) = 3

и уже решать это в рамках целых чисел?
92 Одесса
 
23.01.14
13:52
(91) Не читатель? Например (6) или (43)
93 Avganec
 
23.01.14
13:55
(92) пропустил...
94 Laerys
 
23.01.14
14:38
(83) +1
95 Avganec
 
24.01.14
09:45
в продолжении (91). раскрываем все скобки и имеем
a^2сd + abc^2 - 3bd = 0
решим это квадратное уравнение относительно a.
Da=b^2*c^4 + 12bсd^2 = z^2

a= (-bc^2 +- Da)/2cd

так как а целое, значит (-bc^2 +- z) делится без остатка на 2cd. значит z либо равно 0, либо делится на c и равно z=kc.
если z=0, тогда b^2*c^4+12bcd^2=0, делим на bc,
bc^3 + 12d^2 = 0, выражаем b = -12d^2/c^3. то так как b целое, а c и d взаимнопросты, то z <> 0.

значит z=kc, z^2 = k^2*c^2 = b^2*c^4 + 12bcd^2
ck^2 = b^2*c^3 + 12bd^2
ck^2 = b(bc^3 + 12d^2)
k^2 = b(bc^3 + 12d^2)/c

так как k целое, то либо b%c=0 либо (bc^3 + 12d^2)%c=0
так как c и d взаимнопросты, то либо b%c=0 либо 12%с=0, то есть либо b=lc, либо с = +-1;+-2;+-3;+-4;+-6;+-12.

аналогично можно поступить, если решать квадратное уравнение относительно c, тогда получим примерно подобные результаты для a.

Дальше надо как-то это объединять и двигаться дальше.
96 Ненавижу 1С
 
гуру
24.01.14
09:51
квадраты потерялись уже в первой строке:

a^2*с*d + a*b*c^2 - 3*b^2*d^2 = 0
97 Avganec
 
24.01.14
09:57
(96) эх блин... теперь опять пересчитывать... но логика верна.
98 Ненавижу 1С
 
гуру
24.01.14
10:07
(95) и далее:

"значит z либо равно 0, либо делится на c" а чем 0 отличается то? 0 тоже всегда делится на c<>0
99 Avganec
 
24.01.14
10:13
(99) из понятия дескриминанта. чтобы сразу разделить эти варианты решения и не закладываться дальше на 0.
100 Avganec
 
24.01.14
10:14
(96) не смотря на потерю корней, логика не меняется и вывод все равно тотже, либо 12%c=0, либо b^2%c=0.
101 Laerys
 
24.01.14
10:34
"значит (-bc^2 +- z) делится без остатка на 2cd. значит z либо равно 0, либо делится на c и равно z=kc."
Сумма делится, это не значит, что слагаемые делятся (1+3)/2, целое, но это не значит, что 3/2 целое.
Или я не понял довода
102 Avganec
 
24.01.14
10:36
(101) так как сумма должна делиться на с, и одно из слагаемых делится bc^2%c=0, то и второе слагаемое должно делиться на с.
103 Laerys
 
24.01.14
10:57
у меня получилось k^2=b^2(c^2+12d^3)/c в общем варианте, все целые.
Значит скобка деленная на с должна быть целой, значит с^2/c должна быть целой, как факт и 12d^3/c целой, d^2 можно выкинуть, это целое число 12d/c должно быть целым, при этом c/d рациональное.
Получается, что для рациональности в данном варианте необходимо, чтобы с имело все общие множители с как и у d  плюс 3,6,12.
А дальше для полного перекрытия думаю надо решить квадратные уравнения относительно всех компонентов, т.е. a,b,c,d , получится полный набор требований, если они не противоречат друг другу то рациональное решение есть)
(102) спс за разъяснение.
104 Laerys
 
24.01.14
11:05
(103) ну и забыл 12d^3/c >=1
105 Avganec
 
24.01.14
11:31
(103) немножко не так, по условию рациональности y, c и d - взаимнопросты, то есть d%c<>0, значит 12d^3 при делении на с, из 12 и d может делиться только 12. а так как по целое, это не обязательно положительное, то в этом случае с +-1;+-2;+-3;+-4;+-6;+-12.
106 Avganec
 
24.01.14
11:36
(103) можно изначально, переводя x и y, определиться со знаками, что a и c <> 0, а b и d > 0.
107 Laerys
 
24.01.14
12:15
(105) Да, про взаимность забыл.
108 Wasya
 
24.01.14
15:56
Пусть x=a/b и y=c/d тогда
3b^2%c=0
ab%d=0
и симметрично
3d^2%a=0
cd%b=0
109 Laerys
 
24.01.14
15:59
(108) Что это?
110 СвинТуз
 
24.01.14
16:03
столько движений
профессиональный математик скажет , что нужно ввести какое нибудь пространство
и норму в нем ...
Никто уже давно так не решает ничего
такие примеры давно являются частными случаями

Чем там теорема Ферма оказалась?
возможностью пересечения фигур в экзотическом пространстве? )
111 СвинТуз
 
24.01.14
16:07
вот кому интересно :
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/5666.html
112 supremum
 
24.01.14
16:08
(111) Кошмар.
113 СвинТуз
 
24.01.14
16:12
(112)
это не кошмар
это еще детский сад )
мне так кажется ...
114 supremum
 
24.01.14
16:12
(113) Даже в Word 6 был набор формул...
115 Ненавижу 1С
 
гуру
25.01.14
07:13
(110) есть и метод введения нормы, но мне кажется тут все к эллиптическим кривым сводится
116 СвинТуз
 
27.01.14
08:40
может быть , но раз нужно найти не просто пересечение
а на множестве рациональных чисел ,
то наверное какая нибудь норма
Оптимист верит, что мы живем в лучшем из миров. Пессимист боится, что так оно и есть.