每日一题[3158]抓大放小

方程 $\dfrac{1}{x^2}+\dfrac{1}{y}+\dfrac{1}{z}=\dfrac{4}{3}$ 有______组整数解.

答案    $14$.

解析    先解不定方程 $\dfrac 1a+\dfrac 1b+\dfrac 1c=\dfrac 43$,不妨设 $a\geqslant b\geqslant c$,则由于 $\dfrac 1a,\dfrac 1b,\dfrac 1c\leqslant 1$,于是 $b>0$.

情形一     $a\geqslant b\geqslant c>0$.此时\[\dfrac 43=\dfrac 1a+\dfrac 1b+\dfrac 1c\leqslant \dfrac 3c\implies c=1,2,\] 若 $c=1$,则\[\dfrac 1a+\dfrac 1b=\dfrac 13\iff ab=3a+3b\iff (a-3)(b-3)=9,\]解得 $(a-3,b-3)=(9,1),(3,3)$,于是\[(a,b,c)=(12,4,1),(6,6,1),\]对应原方程的整数解有 $8+2=10$ 组. 若 $c=2$,则\[\dfrac 1a+\dfrac 1b=\dfrac 56\iff 5ab=6a+6b\iff (5a-6)(5b-6)=36,\]无解.

情形二     $a\geqslant b>0>c$.此时\[\dfrac 43=\dfrac 1a+\dfrac 1b+\dfrac 1c<\dfrac 2b\implies b=1,\]于是\[\dfrac 1a+\dfrac 1c=\dfrac 13\iff ac=3a+3c\iff (a-3)(c-3)=9,\]解得 $(a-3,c-3)=(-1,-9)$,于是\[(a,b,c)=(2,1,-6),\]对应原方程的整数解有 $4$ 组.

综上所述,原方程的整数解有 $14$ 组.

此条目发表在每日一题分类目录,贴了, 标签。将固定链接加入收藏夹。

发表回复