Тройка целых чисел (x, y, z), наибольший общий делитель которых равен 1, является решением уравнения
Докажите, что z является кубом целого числа.
Число z единственным образом раскладывает в произведение простых: Возьмём любое простое число p и докажем, что степень его вхождения в z делится на 3. Понятно, что из этого следует, что z является кубом целого числа.
Пусть равно k, если n делится на pk и не делится на pk+1 (будем считать, что ). Сгруппируем слагаемые:
Понятно, что если z делится на p, то и x делится на p, но тогда y не делится на p, так как наибольший делитель x, y, z равен 1. Рассмотрим остаток от деления на 3.
Допустим, остаток равен 1, то есть Тогда z2 делится на p6k+2, а степень p, на которую делится x3, делится на 3. Таким образом, два слагаемых в левой части и правая часть делятся на попарно разные степени p, так как остатки этих степеней по модулю 3 различны (так как и не делятся на p). Тогда равенство не может быть выполнено. В случае ≡ аналогично равенство не может быть выполнено. Значит, остаётся только случай, где делится на 3, что и требовалось доказать.