题目
37 设a,b是两个不同的整数.证明:如果整数n>1满足n|a²-b²和n|a+b,n|a-b,则n是合数.
37 设a,b是两个不同的整数.证明:如果整数n>1满足n|a²-b²和n|a+b,n|a-b,则n是合数.
题目解答
答案
由题设,$n \mid a^2 - b^2$,$n \mid a + b$,$n \mid a - b$。
注意到 $a^2 - b^2 = (a + b)(a - b)$,故 $n \mid (a + b)(a - b)$。
设 $a + b = kn$,$a - b = ln$($k, l$ 为整数),则
\[
a = \frac{(k + l)n}{2}, \quad b = \frac{(k - l)n}{2}.
\]
由于 $a$、$b$ 为整数,$k + l$、$k - l$ 均为偶数,即 $k$、$l$ 同奇偶。
若 $n$ 为质数,
- 当 $n$ 为奇质数时,$n \mid a$,$n \mid b$,与 $a$、$b$ 不同矛盾;
- 当 $n = 2$ 时,$a$、$b$ 同奇偶,但 $a^2 - b^2$ 必为4的倍数,矛盾。
因此,$n$ 必须是合数。
$\boxed{n \text{ 是合数}}$