[tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Numeri interi, razionali, divisibilità, equazioni diofantee, ...
Rispondi
alceus
Messaggi: 14
Iscritto il: 16 apr 2013, 17:01

[tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Messaggio da alceus »

Da una semifinale della gara a squadre di quest'anno:
Trovare il massimo quadrato perfetto $ q^2 $ tale che $ n^3+3n=q^2 $, con $ n \in \mathbb{N} $ e $ q^2 < 10^5 $.
Qualcuno può darmi un suggerimento per trovare un modo "intelligente" di farlo? Finora sono riscito a dedurre solo che $ 4 \mid q^2 $. Infatti $ n^3+3n \equiv n^3-n \equiv (n-1)\cdot n\cdot(n+1) \pmod{4} $, che è sempre 0 modulo 4 tranne quando $ n\equiv2\pmod{4} \Rightarrow q^2\equiv2\pmod{4} $, ma 2 non è residuo quadratico modulo 4 (o semplicemente perchè la roba a sinistra è sempre pari, ora che ci penso .-.). Analogamente posso dedurre che $ n\not\equiv 2 \pmod{3} $. Posso fare qualche considerazione a partire dal fatto che $ n \mid q^2 $ e $ n^2+3 \mid q^2 $?
Grazie :)
Ultima modifica di alceus il 13 mag 2014, 18:46, modificato 1 volta in totale.
Avatar utente
Drago96
Messaggi: 1147
Iscritto il: 14 mar 2011, 16:57
Località: Provincia di Torino
Contatta:

Re: [tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Messaggio da Drago96 »

Beh, dici intanto che $ n (n^2+3)=q^2 $; poi controlli il MCD tra i due fattori e vedi che è 1 o 3, se è 1 entrambinsono quadrati, se no metti $ n=3h $ e ottieni $ h (3h^2+1)=(q/3)^2 $; di nuovo, i fattori sono coprimi, quindi $ h $ è un quadrato, ma da $ n <50 $ ottieni $ h <17 $ e bon hai pochi casi da fare a mano ;)
Imagination is more important than knowledge. For knowledge is limited, whereas imagination embraces the entire world, stimulating progress, giving birth to evolution (A. Einstein)
alceus
Messaggi: 14
Iscritto il: 16 apr 2013, 17:01

Re: [tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Messaggio da alceus »

Drago96 ha scritto:Beh, dici intanto che $ n (n^2+3)=q^2 $; poi controlli il MCD tra i due fattori e vedi che è 1 o 3, se è 1 entrambinsono quadrati, se no metti $ n=3h $ e ottieni $ h (3h^2+1)=(q/3)^2 $; di nuovo, i fattori sono coprimi, quindi $ h $ è un quadrato, ma da $ n <50 $ ottieni $ h <17 $ e bon hai pochi casi da fare a mano ;)
Grazie, anche se avevo detto un "suggerimento" ahahah :D
Comunque, per accertarmi di aver capito tutto bene, i passaggi sottointesi sono $ (n^2+3,n)=(n^2+3-n\cdot n,n)=(3,n) $ e $ (3h^2+1,h)=(3h^2+1-3h\cdot h,h)=(1,h) $, giusto?
Avatar utente
Drago96
Messaggi: 1147
Iscritto il: 14 mar 2011, 16:57
Località: Provincia di Torino
Contatta:

Re: [tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Messaggio da Drago96 »

:)
Ora ti rimangono quei pochi casi per trovare la soluzione xD

Ah, comunque è $ q^2 <10^5 $ ;)
Imagination is more important than knowledge. For knowledge is limited, whereas imagination embraces the entire world, stimulating progress, giving birth to evolution (A. Einstein)
alceus
Messaggi: 14
Iscritto il: 16 apr 2013, 17:01

Re: [tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Messaggio da alceus »

Drago96 ha scritto:Ah, comunque è $ q^2 <10^5 $ ;)
Hai ragione! A questo punto mi viene $ n=12 \Rightarrow q=42 $. Thanks :D
spugna
Messaggi: 421
Iscritto il: 19 mar 2009, 22:18
Località: Forlì

Re: [tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Messaggio da spugna »

Io lo avevo fatto notando che se $n$ ha un fattore primo diverso da 3 deve averlo con esponente pari, quindi $n$ è un quadrato perfetto o il triplo di un quadrato perfetto: nel primo caso va bene solo $n=1$ perché deve essere un quadrato anche $n^2+3$, mentre nel secondo si prova $n=48$ e $n=27$ e si vede che non vanno bene, quindi $n=12$
"Bene, ora dobbiamo massimizzare [tex]\dfrac{x}{(x+100)^2}[/tex]: come possiamo farlo senza le derivate? Beh insomma, in zero fa zero... a $+\infty$ tende a zero... e il massimo? Potrebbe essere, che so, in $10^{24}$? Chiaramente no... E in $10^{-3}$? Nemmeno... Insomma, nella frazione c'è solo il numero $100$, quindi dove volete che sia il massimo se non in $x=100$..?" (da leggere con risatine perfide e irrisorie in corrispondenza dei puntini di sospensione)

Maledetti fisici! (cit.)
andrew24x
Messaggi: 35
Iscritto il: 10 apr 2012, 15:46
Località: Bracciano

Re: [tex]n^3+3n=q^2[/tex]

Messaggio da andrew24x »

Io in gara m'ero scordato di rimoltiplicare per 9 :evil: :evil: (ed era pure il jolly xD)
Rispondi