Определить в целых числах стороны тупоугольного треугольника, периметр и площадь которого выражаются одним и тем же целым числом.
По условию имеем:
или, введя обозначение получим:
Исследуем это уравнение. Прежде всего установим, что x, y и z не могут быть равны между собой, так как в этом случае имеем и x не может быть рациональным числом. Положим теперь, что равны между собою какие-либо два из неизвестных x, y, z. Допустим, Тогда имеем Откуда:
При этом, так как
Таким образом, треугольник может быть только разносторонним. Не нарушая общности, мы можем положить
Заметим еще, что z не может быть больше 2. Действительно, если то и подстановка дает
и при больших значениях z неравенство будет только усиливаться. Отсюда следует, что испытанию подлежат лишь два значения и Пусть Тогда
Целые значения для x получаются в случаях: и и и При больших значениях y будет уже что противоречит предположению. Вычислив стороны, получаем три треугольника, удовлетворяющих условию задачи: (6; 25; 29), (7; 15; 20), (9; 10; 17). Проверка показывает, что все они тупоугольные. Например, у первого треугольника косинус угла, лежащего против большей стороны, отрицательный: по теореме косинусов
Пусть Тогда
Целые значения для x получаются в случаях: и и При больших значениях y получаем что противоречит предположению.
Получаем еще два треугольника (5; 12; 13), (6; 8; 10). Но эти треугольники являются прямоугольными.
Ответ: (6; 25; 29), (7; 15; 20), (9; 10; 17).