Question Number 113187 by bobhans last updated on 11/Sep/20
$$\mathrm{a},\mathrm{b},\mathrm{c}\:\in\mathbb{N}\:\mathrm{such}\:\mathrm{that}\:\frac{\mathrm{a}\sqrt{\mathrm{3}}\:+\mathrm{b}}{\mathrm{b}\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{c}}\:\in\:\mathrm{Q},\:\mathrm{show} \\ $$$$\mathrm{that}\:\frac{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{c}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}}\:\in\:\mathbb{Z} \\ $$
Answered by bemath last updated on 11/Sep/20
$$\mathrm{Fact}\::\:\sqrt{\mathrm{3}}\:\notin\mathrm{Q}\:,\:\mathrm{p}+\mathrm{q}\sqrt{\mathrm{3}}\:\in\mathrm{Q}\:\mathrm{if}\:\mathrm{q}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{consider}\:\frac{\mathrm{a}\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{b}}{\mathrm{b}\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{c}}\:\in\mathrm{Q}\:\Rightarrow\frac{\left(\mathrm{a}\sqrt{\mathrm{3}}+\mathrm{b}\right)\left(\mathrm{b}\sqrt{\mathrm{3}}−\mathrm{c}\right)}{\mathrm{3b}−\mathrm{c}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{3ab}−\mathrm{bc}+\sqrt{\mathrm{3}}\left(\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{ac}\right)}{\mathrm{3b}−\mathrm{c}}\:\in\mathrm{Q}\: \\ $$$$\mathrm{it}\:\mathrm{should}\:\mathrm{be}\::\:\mathrm{b}^{\mathrm{2}} −\mathrm{ac}\:=\:\mathrm{0}\:\mathrm{or}\:\mathrm{b}^{\mathrm{2}} =\mathrm{ac} \\ $$$$\mathrm{now}\:\mathrm{we}\:\mathrm{have}\:\frac{\mathrm{a}^{\mathrm{2}} +\mathrm{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{c}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}}\:= \\ $$$$\frac{\left(\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}\left(\mathrm{ab}+\mathrm{ac}+\mathrm{bc}\right)}{\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}}= \\ $$$$\frac{\left(\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2}\left(\mathrm{ab}+\mathrm{b}^{\mathrm{2}} +\mathrm{bc}\right)}{\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}}= \\ $$$$\frac{\left(\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}\right)^{\mathrm{2}} −\mathrm{2b}\left(\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}\right)}{\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}}\:= \\ $$$$\left(\mathrm{a}+\mathrm{b}+\mathrm{c}\right)−\mathrm{2b}\:=\:\mathrm{a}−\mathrm{b}+\mathrm{c}\:\in\:\mathbb{Z} \\ $$$$\left(\mathrm{proved}\right) \\ $$
Commented by Aina Samuel Temidayo last updated on 12/Sep/20
$$\mathrm{But}\:\mathrm{b}^{\mathrm{2}} \geqslant\mathrm{2ac},\:\mathrm{you}\:\mathrm{only}\:\mathrm{considered} \\ $$$$\mathrm{b}^{\mathrm{2}} =\mathrm{2ac} \\ $$
Commented by bobhans last updated on 13/Sep/20
$$\mathrm{you}\:\mathrm{are}\:\mathrm{wrong} \\ $$