Question Number 156502 by MathSh last updated on 11/Oct/21
$$\mathrm{Solve}\:\mathrm{for}\:\mathrm{integers}: \\ $$$$\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{4}} \:+\:\mathrm{y}^{\mathrm{4}} \right)\:=\:\left(\mathrm{x}\:+\:\mathrm{y}\right)^{\mathrm{6}} \\ $$$$ \\ $$
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 12/Oct/21
$$ \\ $$$$\left(\mathrm{x}+\mathrm{y}\right)^{\mathrm{6}} −\left(\mathrm{x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{y}^{\mathrm{4}} \right)\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{6}\:\mathrm{x}^{\mathrm{5}} \mathrm{y}\:+\:\mathrm{14}\:\mathrm{x}^{\mathrm{4}} \mathrm{y}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{20}\:\mathrm{x}^{\mathrm{3}} \mathrm{y}^{\mathrm{3}} +\:\mathrm{14}\:\mathrm{x}^{\mathrm{2}} \mathrm{y}^{\mathrm{4}} +\:\mathrm{6}\:\mathrm{x}\:\mathrm{y}^{\mathrm{5}} =\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{xy}\left(\mathrm{6x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{14x}^{\mathrm{3}} \mathrm{y}+\mathrm{20x}^{\mathrm{2}} \mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{14xy}^{\mathrm{3}} +\mathrm{6y}^{\mathrm{4}} \right)=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{x}=\mathrm{0}\mid\mathrm{y}=\mathrm{0}\mid\mathrm{6x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{14x}^{\mathrm{3}} \mathrm{y}+\mathrm{20x}^{\mathrm{2}} \mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{14xy}^{\mathrm{3}} +\mathrm{6y}^{\mathrm{4}} =\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{6x}^{\mathrm{4}} +\mathrm{14x}^{\mathrm{3}} \mathrm{y}+\mathrm{20x}^{\mathrm{2}} \mathrm{y}^{\mathrm{2}} +\mathrm{14xy}^{\mathrm{3}} +\mathrm{6y}^{\mathrm{4}} =\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{2}\left(\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{xy}+\mathrm{y}^{\mathrm{2}} \right)\left(\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4xy}+\mathrm{3y}^{\mathrm{2}} \right)=\mathrm{0} \\ $$$$\underset{\underset{\mathrm{only}\:\mathrm{integer}\:\mathrm{solution}} {\mathrm{x}=\mathrm{0},\mathrm{y}=\mathrm{0}}} {\mathrm{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{xy}+\mathrm{y}^{\mathrm{2}} =\mathrm{0}}\:\mid\:\underset{\underset{\mathrm{only}\:\mathrm{integer}\:\mathrm{solution}} {\mathrm{x}=\mathrm{0},\mathrm{y}=\mathrm{0}}} {\mathrm{3x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4xy}+\mathrm{3y}^{\mathrm{2}} }=\mathrm{0} \\ $$$$\mathrm{Other}\:\mathrm{solutions}\:\mathrm{are}\:\mathrm{complex}: \\ $$$$\:^{\bullet} \:\mathrm{x}=\frac{−\mathrm{y}\pm\sqrt{\mathrm{y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{4y}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}}=\frac{−\mathrm{y}\pm\sqrt{−\mathrm{3y}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{2}} \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\frac{−\mathrm{y}\pm\mathrm{iy}\sqrt{\mathrm{3}}}{\mathrm{2}}\notin\mathbb{Z}\: \\ $$$$\:^{\bullet} \mathrm{x}=\frac{−\mathrm{4y}\pm\sqrt{\mathrm{16y}^{\mathrm{2}} −\mathrm{36y}^{\mathrm{2}} }}{\mathrm{6}}\notin\mathbb{Z} \\ $$$$\mathrm{x}=\mathrm{0},\mathrm{y}=\mathrm{0} \\ $$
Commented by MathSh last updated on 12/Oct/21
$$\mathrm{Very}\:\mathrm{nice}\:\mathrm{dear}\:\boldsymbol{\mathrm{S}}\mathrm{er},\:\mathrm{thank}\:\mathrm{you} \\ $$