$\dfrac{2}{n}=\dfrac{1}{x}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}$

109\leq10^9

or

题目:找出一个大于 11 的整数 nn,使得 n2+1n^2+1 能被 nn 整除。

解法:

nn 的平方加 11 能被 nn 整除,即存在一个整数 kk 使得 n2+1=knn^2 + 1 = kn

将等式稍作变换,得到 n2kn+1=0n^2 - kn + 1 = 0

这是一个关于 nn 的二次方程。根据二次方程的求根公式,我们有:

n=k±k242n = \dfrac{k ± \sqrt{k^2 - 4}}{2}

要使 nn 为整数,根号内的部分必须为完全平方数。即 k24=m2k^2 - 4 = m^2,其中 mm 为整数。

将等式稍作变换,得到 k2m2=4k^2 - m^2 = 4

这是一个关于 kk 的二次方程。观察到 k2m2=(km)(k+m)=4k^2 - m^2 = (k - m)(k + m) = 4,我们可以列举所有可能的因子对 (km,k+m)(k - m, k + m)

  1. (k - m, k + m) = (1, 4) 或 (-1, -4)

    解得k = 2, m = 1,此时n = (2 ± √5) / 2,由于n必须为整数,因此n = 2。

  2. (k - m, k + m) = (2, 2) 或 (-2, -2)

    解得k = 0, m = 2,此时n = (0 ± √1) / 2,由于n必须为整数,因此n = 0。

因此,找到一个大于1的整数n,使得n的平方加1能被n整除的解为n = 2。