设x和y是正整数,x≠y,p是奇质数,并且1/x+1/y=2/p,求x+y的值.

问题描述:

设x和y是正整数,x≠y,p是奇质数,并且

1
x
+
1
y
2
p
,求x+y的值.

x+y
xy
=
2
p
,得x+y=
2xy
p
=k,k为正整数可得2xy=kp,
所以p整除2xy,且p为奇质数,所以p整除xy,进而p整除x或y,
不妨设x=tp,则tp+y=2ty,得y=
tp
2t−1
为整数,又t与2t-1互质所以2t-1整除p,p为质数,
所以2t-1=1或2t-1=p,
若2t-1=1,得t=1,x=y=p,与x≠y矛盾;
若2t-1=p,则
x+y
xy
=
2
p
,2xy=p(x+y)
∵P是奇质数,则x+y为偶数,x、y同奇偶性、只能同为xy=
p(x+y)
2
必有某数含因数P,令x=aP
ay=
ap+y
2
,2ay=p+y,
∴y=
ap
2a−1

到此可知,a、2a-1互质,2a-1整除P,又P是质数,则2a-1=p,a=y=
(p+1)
2

x=
(p+1)
2
•p=
p(p+1)
2

∴x+y=
p(p+1)
2
+
(p+1)
2
=
(p+1)2
2