Feladat: C.493 Korcsoport: 14-15 Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Kormos Márton ,  Zalán Péter 
Füzet: 1998/október, 397 - 398. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Maradékos osztás, Prímszámok, C gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1998/február: C.493

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Legyen ez a négyzetszám n2, ahol n>0 (n=0 nem lehet). A feltétel szerint n2=11p+4, valamely p prímszámra. Ebből azt kapjuk, hogy 11p=n2-4=(n-2)(n+2). Mivel pozitív egész számok körében a prímtényezős felbontás egyértelmű, ezért a jobb oldali szorzatra négy lehetőség állhat fenn: vagy valamelyik tényező 1, vagy a két tényező egyike 11 és a másik tényező a p prímszám.
Mivel n>0, ezért az n+2=1 eset eleve lehetetlen. Az n-2=1 esetben n+2=5, ami nem egyezhet meg 11p-vel. Az n-2=11 és n+2=p esetben p=11+4=15, ami nem prímszám. Egyetlen lehetőség maradt: n+2=11 és n-2=p; amiből p=7 következik. Most valóban prímszámot kaptunk. (Tényleg: 81=117+4).

 
Megjegyzés. A megoldás során prímszámnak csak természetes számokat tekintettünk. Az egész számok körében a prímszámok negatívját is prímszámnak kell tekinteni. Ettől függetlenül, n-et ekkor is vehetjük pozitívnak. Ha p<0, akkor a kapott szorzat csak úgy lehet 11p, ha a jobb oldalon levő két tényező egyike negatív és a másikuk pozitív. Mivel n-2<n+2, ezért csak n-2<0<n+2, azaz -2<n<2 lehet. Az n>0 feltétel alapján viszont csak n=1 és n=2 jöhetne szóba. Az első esetben 12=1, ezt 11-gyel osztva a maradék nem 4. A második esetben 22=4. Ezt 11-gyel osztva a maradék ugyan 4, de a hányados 0, ami nem prímszám.