2023 1014 模拟赛



- 首先考虑推式子
显然有 \(n^2*(n+p)=m^3\) - 此时,假设 \(n^2\) 与 \((n+p)\) 均含有 \(p\) 作为质因子,可设 \((n+p)=k*p\) ,则有 \(n=(k-1)*p\)
带入式子(\(n^2*(n+p)=m^3\))中,化简得到 \((k-1)^2*k*p^3=m^3\) ,由于 \(p^3\), \(m^3\) 均为立方数,那么易知 \((k-1)^2*k\) 也应该是一个立方数,但这并不可能(因为 \((k-1)\) 与 \(k\) 显然互质,所以若 \((k-1)^2*k\) 是立方数,那么 \(k\) 与 \((k-1)\) 也应该都是立方数,略想一下可知不可能)
所以假设不成立,即 \(n^2\) 与 \((n+p)\) 不(不均)含有 \(p\) 作为质因子,易知这两者只要有一个不含有 \(p\) 作为质因子,\(n\) 就不含有 \(p\) 作为质因子,即为 \(n\) 与 \(p\) 互质
接下来 \(n^2\) 与 \((n+p)\) 均不含有 \(p\) 作为质因子 - 此时,再次假设 \(n^2\) 与 \((n+p)\) 含有一个共同的质数因数,为 \(q\)
显然,若 \(n^2\) 含有 \(q\) ,那么 \(n\) 必定含有 \(q\) , 又因为 \((n+p)\) 含有 \(q\) ,所以 \(p\) 也含有 \(q\)
\(q\) 不可能是 \(p\),前面已证
所以矛盾,不成立,即 \(n^2\) 与 \((n+p)\) 不含有任何公共的共同的质数因数,即 \(n^2\) 与 \((n+p)\) 互质
又因为有 \(n^2*(n+p)=m^3\)
所以易知 \(n^2\) 与 \((n+p)\) 应该均为立方数( \(m^3\) 的每种质因数,只能含在其中一个数中) - 设 \(n^2=x^3\) , \((n+p)=y^3\)
因为 \(n^2\) 既是完全平方数,又是立方数,则其中每个质因数的次数都为\(6\)的倍数,所以易知 \(n\) 也是立方数
设 \(n=z^3\)
与 \((n+p)\) 作差,得 \(p=y^3-z^3\) ,展开 \(p=(y-z)*(y^2+z^2+yz)\),由于 \(p\) 是一个质数,那么两个因式中必有一个为 \(1\) ,另一个为 \(p\) , \(y\) \(z\) 均为正整数,则易知 \((y-z)\) 应该为 \(1\)
带入回去,\(p=y^2+z^2+yz=(z+1)^2+z^2+z*(z+1)=3z^2+3z+1\)
枚举 \(z\) 求解,时间 \(\sqrt L\) ,但我们发现并不是每个 \(z\) 都能通过上式得出质数,于是我们再大力判断算出的 \(3z^2+3z+1\) 是不是质数,时间 \(\sqrt L\),可以线性筛优化一下,判断质数的时间可以缩小,可过

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