Tìm tất cả các số nguyên tố p sao cho
\(\frac{p^2-p-2}{2}\)là lập phương của một số tự nhiên
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Harley chuyên Lam Sơn mới thi thì làm gì có chuyện trùng được bro(:
Giả sử tồn tại số \(p\)thỏa mãn.
Ta đặt \(\frac{p^2-p-2}{2}=a^3\).
- \(p=2\)thỏa mãn.
- \(p>2\)do là số nguyên tố nên \(p\)lẻ.
Ta có: \(\frac{p^2-p-2}{2}=a^3\Leftrightarrow p\left(p-1\right)=2\left(a+1\right)\left(a^2-a+1\right)\)suy ra \(p\)là ước của \(a+1\)hoặc \(a^2-a+1\).
+) \(p|a+1\): \(\frac{p^2-p-2}{2}=a^3\)suy ra \(a< p\Rightarrow a+1=p\).
Thế vào cách đặt ban đầu ta được \(\frac{\left(a+1\right)^2-\left(a+1\right)-2}{2}=a^3\Leftrightarrow2a^3-a^2-a+2=0\)
\(\Leftrightarrow a=-1\)không thỏa.
+) \(p|a^2-a+1\): Đặt \(a^2-a+1=kp\)(1).
\(p\left(p-1\right)=2\left(a+1\right)\left(a^2-a+1\right)=2\left(a+1\right)kp\)
\(\Rightarrow p-1=2\left(a+1\right)k\Leftrightarrow p=2k\left(a+1\right)+1\)thế vào (1):
\(a^2-a+1=k\left[2k\left(a+1\right)+1\right]\)
\(\Leftrightarrow a^2-\left(2k^2+1\right)a-2k^2-k+1=0\)
\(\Delta=\left(2k^2+1\right)^2-4\left(-2k^2-k+1\right)=4k^4+12k^2+4k-3\).
Ta cần tìm số tự nhiên \(k\)để \(\Delta\)là số chính phương.
Ta có: \(4k^4+12k^2+4k-3>4k^4+8k^2+4=\left(2k^2+2\right)^2\)
\(4k^4+12k^2+4k-3< 4k^4+16k^2+16=\left(2k^2+4\right)^2\)
Theo nguyên lí kẹp suy ra \(4k^4+12k^2+4k-3=\left(2k^2+3\right)^2\)
\(\Leftrightarrow4k-3=9\Leftrightarrow k=3\).
Với \(k=3\): \(a^2-19a-20=0\Rightarrow a=20\Rightarrow p=127\).
Vậy \(p\in\left\{2,127\right\}\).