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[数论] 请问一个整数的题

设m,n是正整数,$0<\sqrt{n}-\sqrt{m}<1$,求证不能从区间$[m,n]$中选出四个不同的整数a、b、c、d,使得ab=cd
本主题由 kuing 于 2013-1-19 17:00 分类

此题已想到好的解决方法,现在手机党中,晚上或者明天补上.

本帖最后由 yizhong 于 2012-9-14 13:49 编辑

证明如下:我们可以设:$m=e^2+f,  n=e^2+f+h     f为自然数,e,h为正整数,并且4\leqslant h<2e+1想想为什么这样设?$   并且我们设:$e^2+f\leqslant a<b<c<d\leqslant e^2+f+h$
因为:$ab<cd, ac<bd$,所以我们只需要去证明:$ad\ne bc$即可。接下来我们用反证法,证法如下:
假设:$ad=bc$,则我们可设:$\frac{d}{b}=\frac{c}{a}=\frac{p}{q}(1),其中p>q,(p,q)=1,p,q为正整数$
于是我们就有:$p\geqslant q+1,  \frac{p}{q}\geqslant1+\frac{1}{q}$,  由(1)我们可以知道:a,b是q的倍数
且b>a,则有:$b\geqslant a+q,  \frac{p}{q}=\frac{d}{b}\leqslant\frac{d}{a+q}\leqslant  \frac{e^2+f+h}{e^2+f+q}$
于是我们就有:$1+\frac{1}{q}\leqslant\frac{p}{q}\leqslant  \frac{e^2+f+h}{e^2+f+q}(2),而我们又有:e^2+q^2+f+q\geqslant 2eq+f+q,  hq<(2e+1)q=2eq+q(这里利用到了题设),所以(2)式是不能够成立的$
矛盾,故有:$ad\ne bc$

今天就先到这里吧,昨天由于爪机所以重复发帖了,所以今天的解答就在楼上

3# yizhong
谢谢。 第一步的等价没看懂,如果是$\sqrt{10}-\sqrt{5}<1$,怎么设这两个平方数呢?请再提示一下好吗?
我按3楼的提示做了一下,从“证明如下”开始到“a,b是q的倍数”都是按照3楼的提示,然后是
$\frac{q+1}{q} \leqslant \frac{p}{q} = \frac{d}{b} \leqslant \frac{d}{a+q} \leqslant \frac{n}{a+q} \leqslant \frac{n}{m+q}$,所以得到$q^2+m+q+(m-n)q \leqslant 0$
然后$1 \leqslant q$,得到$1+m+1+(m-n) \leqslant q^2+m+q+(m-n)q \leqslant 0$,即$2(m+1) \leqslant n$
所以$\sqrt{2(m+1)}\leqslant\sqrt{n}<\sqrt{m}+1$,两边平方得$m-2\sqrt{m}+1<0$,就是$(\sqrt{m}-1)^2<0$,得出矛盾。

好吧,今天我比较匆忙,改天再详细写下,其实道理都差不多,我省略了一些

本帖最后由 yizhong 于 2012-9-14 14:03 编辑

重新写过的证明照旧发在3楼  5楼的朋友你可以再详细看下
另外事实上那个h是可以为2e+1的

7# yizhong
谢谢,我理解了,非常感谢。

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