Question

如果對(duì)一切x的整數(shù)值，x的二次三項(xiàng)式ax²+bx+c的值都是平方數(shù)（即整數(shù)的平方），
證明：（1）2a，2b，c都是整數(shù)；
（2）a，b，c都是整數(shù)，并且c是平方數(shù)；
（3）反過(guò)來(lái)，如（2）成立，是否對(duì)一切x的整數(shù)值，x的二次三項(xiàng)式ax²+bx+c的值都是平方數(shù)？

Answer 1

證明：（1）∵對(duì)一切x的整數(shù)值，x的二次三項(xiàng)式ax²+bx+c的值都是平方數(shù)，
∴令x=0，a•0²+b•0+c=c，
c是整數(shù)且是平方數(shù)，
令x=1，-1時(shí)a•1²+b•1+c，a•（-1）²+b•（-1）+c是平方數(shù)，
∴可設(shè)a•1²+b•1+c=m₁²①a•（-1）²+b•（-1）+c=n₁²
②c=k₁²（m₁n₁k₁均為整數(shù)），
①-②得：2b=m₁²-n₁²，
∴2b為整數(shù)（整數(shù)相減為依然為整數(shù)），
由①得：2a=2m₁²-2b-2c，
∴2a為整數(shù)，
∴2a，2b，c都是整數(shù)；

（2）（1）中已證c是整數(shù)且是平方數(shù)，
令x=2，-2時(shí)，可設(shè)a•2²+b•2+c=m₂²③a•（-2）²+b•（-2）+c=n₂²④c=k₁²（m₂n₂k₁均為整數(shù)），
③-④得：4b=m₂²-n₂²=（m₂+n₂）（m₂-n₂）=2（2b），
∵2b為整數(shù)，
∴2（2b）為偶數(shù)，則m₂²-n₂²為偶數(shù)，
∴（m₂+n₂），（m₂-n₂）同奇同偶，
則可設(shè)（m₂+n₂）=2m，（m₂-n₂）=2n（m，n均為整數(shù)），
∴4b=2m•2n=4mn，
∴b=mn，
∴b為整數(shù)；

（3）令x=1，a=1，b=1，c=1，則ax²+bx+c=3，而3不是平方數(shù)．
∴不一定成立．