试求满足方程 $x^2-2xy+126y^2=2009$ 的所有整数对 $(x,y)$.
【难度】
【出处】
2009中国东南数学奥林匹克试题
【标注】
  • 知识点
    >
    二试数论部分
【答案】
【解析】
设整数对 $(x,y)$ 满足方程 $x^2-2xy+126y^2=2009$ ①
将其看作关于 $x$ 的一元二次方程,其判别式
$\Delta=4y^2-4\times(126y^2-2009)=500(4^2-y^2)+36$
的值应为一完全平方数.
若 $y^2>4^2$,则 $\Delta<0$;
若 $y^2<4^2$,则 $y^2$ 可取 $0,1^2,2^2,3^2$,相应的 $\Delta$ 值分别为 $8036,7536,6036$ 和 $3536$,它们皆不为平方数;因此,仅当 $y^2=4^2$ 时,$\Delta=500(4^2-y^2)+36=6^2$ 为完全平方数.
若 $y=4$,方程 ① 化为 $x^2-8x+7=0$,解得 $x=1$ 或 $x=7$;
若 $y=-4$,方程 ① 化为 $x^2+8x+7=0$,解得 $x=-1$ 或 $x=-7$.
综上可知,满足原方程的全部整数对为:
$(x,y)=(1,4),(7,4),(-1,-4),(-7,-4)$.
答案 解析 备注
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