Question Number 19332 by Tinkutara last updated on 09/Aug/17
$$\mathrm{Let}\:{S}_{{n}} \:=\:{n}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{20}{n}\:+\:\mathrm{12},\:{n}\:\mathrm{a}\:\mathrm{positive} \\ $$$$\mathrm{integer}.\:\mathrm{What}\:\mathrm{is}\:\mathrm{the}\:\mathrm{sum}\:\mathrm{of}\:\mathrm{all}\:\mathrm{possible} \\ $$$$\mathrm{values}\:\mathrm{of}\:{n}\:\mathrm{for}\:\mathrm{which}\:{S}_{{n}} \:\mathrm{is}\:\mathrm{a}\:\mathrm{perfect} \\ $$$$\mathrm{square}? \\ $$
Commented by mrW1 last updated on 09/Aug/17
$$\Sigma\mathrm{n}=\mathrm{3}+\mathrm{13}=\mathrm{16} \\ $$
Answered by mrW1 last updated on 09/Aug/17
$${n}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{20}{n}\:+\:\mathrm{12}=\mathrm{m}^{\mathrm{2}} \\ $$$${n}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{20}{n}\:+\:\mathrm{12}−\mathrm{m}^{\mathrm{2}} =\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{n}=\frac{−\mathrm{20}\pm\sqrt{\mathrm{20}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4}\left(\mathrm{12}−\mathrm{m}^{\mathrm{2}} \right)}}{\mathrm{2}}=−\mathrm{10}\pm\sqrt{\mathrm{88}+\mathrm{m}^{\mathrm{2}} } \\ $$$$\mathrm{88}+\mathrm{m}^{\mathrm{2}} =\mathrm{k}^{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{k}^{\mathrm{2}} −\mathrm{m}^{\mathrm{2}} =\mathrm{88} \\ $$$$\left(\mathrm{k}−\mathrm{m}\right)\left(\mathrm{k}+\mathrm{m}\right)=\mathrm{88}=\mathrm{a}×\mathrm{b} \\ $$$$\mathrm{88}=\mathrm{2}^{\mathrm{3}} ×\mathrm{11} \\ $$$$\mathrm{a}×\mathrm{b}=\mathrm{1}×\mathrm{88}=\mathrm{2}×\mathrm{44}=\mathrm{4}×\mathrm{22}=\mathrm{8}×\mathrm{11} \\ $$$$\mathrm{k}−\mathrm{m}=\mathrm{a} \\ $$$$\mathrm{k}+\mathrm{m}=\mathrm{b} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{k}=\frac{\mathrm{a}+\mathrm{b}}{\mathrm{2}} \\ $$$$\mathrm{for}\:\mathrm{k}\:\mathrm{to}\:\mathrm{be}\:\mathrm{integer},\:\mathrm{a}\:\mathrm{and}\:\mathrm{b}\:\mathrm{must}\:\mathrm{be} \\ $$$$\mathrm{both}\:\mathrm{odd}\:\mathrm{or}\:\mathrm{both}\:\mathrm{even}. \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{k}=\frac{\mathrm{2}+\mathrm{44}}{\mathrm{2}}=\mathrm{23} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{k}=\frac{\mathrm{4}+\mathrm{22}}{\mathrm{2}}=\mathrm{13} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{n}=−\mathrm{10}\pm\mathrm{23}=−\mathrm{33},\:\mathrm{13} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{n}=−\mathrm{10}\pm\mathrm{13}=−\mathrm{23},\:\mathrm{3} \\ $$$$\mathrm{sum}\:\mathrm{of}\:+\mathrm{ve}\:\mathrm{n}=\mathrm{3}+\mathrm{13}=\mathrm{16} \\ $$
Commented by Tinkutara last updated on 09/Aug/17
$$\mathrm{Thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{very}\:\mathrm{much}\:\mathrm{Sir}! \\ $$