问题 解答题

设a、b、c都是整数,过圆x2+y2=(3a+1)2外一点P(b3-b,c3-c)向圆引两条切线,试证明:过这两切点的直线上的任意一点都不是格点(所谓格点是指:横、纵坐标都是整数的点).

答案

∵P(b3-b,c3-c),O(0,0),

∴线段OP的中点的坐标为(

1
2
(b3-b),
1
2
(c3-c)),

∴以OP为直径的圆的方程为:[x-

1
2
(b3-b)]2+[y-
1
2
(c3-c)]2=
1
4
(b3-b)2+
1
4
(c3-c)2,(1)

将x2+y2=(3a+1)2代入(1)得:(b3-b)x+(c3-c)y=(3a+1)2,它就是过两切点的直线方程,

假设此切线方程存在格点,

由b3-b=b(b-1)(b+1),得到它为三个连续数的乘积,显然能被3整除,

同理,c3-c亦能被3整除,

∴(3a+1)2能被3整除,

∴3a+1也必须能被3整除,

显然这是不可能的,

则过这两切点的直线上的任意一点都不是格点.

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