Question Number 53618 by kaivan.ahmadi last updated on 23/Jan/19
$$\mathrm{Let}\:\mathrm{x},\mathrm{y}\in\mathbb{Z} \\ $$$$\mathrm{if}\:\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{divide}\:\mathrm{xy}+\mathrm{1}\:\mathrm{then}\:\mathrm{prove} \\ $$$$\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{xy}+\mathrm{1}}\:\mathrm{is}\:\mathrm{square}\:\mathrm{of}\:\mathrm{integer}\:\mathrm{number} \\ $$
Commented by mr W last updated on 24/Jan/19
$${i}\:{think}\:{there}\:{is}\:{only}\:{one}\:{possibility}: \\ $$$${x}={y}=\mathrm{1}\:{or}\:−\mathrm{1} \\ $$
Commented by kaivan.ahmadi last updated on 24/Jan/19
$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you},\:\mathrm{chek}\:\mathrm{the}\:\mathrm{proof}…. \\ $$
Commented by Kunal12588 last updated on 28/Mar/19
$${let}\:{x}=\mathrm{2}\:{and}\:{y}=\mathrm{8} \\ $$$$\frac{\mathrm{2}^{\mathrm{2}} +\mathrm{8}^{\mathrm{2}} }{\left(\mathrm{2}\right)\left(\mathrm{8}\right)+\mathrm{1}}=\frac{\mathrm{4}+\mathrm{64}}{\mathrm{16}+\mathrm{1}}=\frac{\mathrm{68}}{\mathrm{17}}=\mathrm{4}=\mathrm{2}^{\mathrm{2}} \\ $$$$ \\ $$
Answered by kaivan.ahmadi last updated on 24/Jan/19
$$\mathrm{suppose}\:\mathrm{that}\:\mathrm{x}=\mathrm{n}\neq\mathrm{0}\:\mathrm{then}\:\frac{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\:\mathrm{n}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{ny}+\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{the}\:\mathrm{root}\:\mathrm{of}\:\mathrm{ny}+\mathrm{1}=\mathrm{0}\:\mathrm{must}\:\mathrm{be}\:\mathrm{the}\:\mathrm{root} \\ $$$$\mathrm{of}\:\mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{n}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{ny}+\mathrm{1}=\mathrm{0}\Rightarrow\mathrm{y}=\frac{−\mathrm{1}}{\mathrm{n}}\:\in\mathbb{Z}\:\Rightarrow\mathrm{n}=\pm\mathrm{1}\Rightarrow\mathrm{y}=\pm\mathrm{1}\:,\mathrm{x}=\pm\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{if}\:\mathrm{x}=\mathrm{1}\:\Rightarrow\mathrm{y}=\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{if}\:\mathrm{x}=−\mathrm{1}\:\Rightarrow\mathrm{y}=−\mathrm{1} \\ $$$$\mathrm{so}\:\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{xy}+\mathrm{1}}=\mathrm{1}. \\ $$$$\mathrm{Now}\:\mathrm{suppose}\:\mathrm{that}\:\mathrm{x}=\mathrm{0}\:\mathrm{then} \\ $$$$\frac{\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} }{\mathrm{xy}+\mathrm{1}}=\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:\mathrm{and}\:\mathrm{there}\:\mathrm{is}\:\mathrm{no}\:\mathrm{thing}\:\mathrm{to}\:\mathrm{proof}. \\ $$$$\mathrm{similary}\:\mathrm{y}=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{it}\:\mathrm{true}\:\mathrm{mr}\:\mathrm{w}? \\ $$
Commented by mr W last updated on 24/Jan/19
$${it}'{s}\:{correct}\:{sir}.\:{this}\:{is}\:{my}\:{try}: \\ $$$$\frac{{xy}+\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} }={n}={some}\:{integer}\:>\mathrm{0} \\ $$$$\Rightarrow{xy}+\mathrm{1}={n}\left({x}^{\mathrm{2}} +{y}^{\mathrm{2}} \right)\geqslant{n}\left(\mathrm{2}{xy}\right) \\ $$$$\Rightarrow\left(\mathrm{2}{n}−\mathrm{1}\right){xy}\leqslant\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{n}−\mathrm{1}}\geqslant{xy}\geqslant\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow\mathrm{2}{n}−\mathrm{1}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow{n}=\mathrm{1}\:{and}\:{xy}=\mathrm{1} \\ $$$$\Rightarrow{x}={y}=\mathrm{1}\:\left({or}\:−\mathrm{1}\right) \\ $$
Commented by kaivan.ahmadi last updated on 24/Jan/19
$$\mathrm{very}\:\mathrm{nice}.\mathrm{attaching}\:\:\mathrm{x}=\mathrm{0}\:\mathrm{or}\:\mathrm{y}=\mathrm{0}\:\mathrm{complete}\:\mathrm{the}\:\mathrm{proof}. \\ $$$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{sir}. \\ $$