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Encontrar una fórmula paramétrica a $n=(a^2+1)(b^2+1)$ en tres formas diferentes

He mencionado que el número de $4420$ es expresable en la forma $(a^2+1)(b^2+1)$ (donde $a,b$ son enteros positivos) en tres formas distintas,aquí está una lista de estos números: $$4420=(1^2+1)(47^2+1)=(3^2+1)(21^2+1)=(5^2+1)(13^2+1)$$ $$26650=(2^2+1)(73^2+1)=(5^2+1)(32^2+1)=(9^2+1)(18^2+1)$$ $$……$$ $$16567585450=(13^2+1)(9872^2+1)=(47^2+1)(2738^2+1)=(278^2+1)(463^2+1)$$

Creo que acerca de este problema a partir de aquí:Una pregunta en las escuelas elementales de la teoría de números

Aquí es un problema relativo :http://www.mathpages.com/home/kmath275.htm

Así que me pregunto ¿hay algunas fórmulas paramétricas para conjuntos de estos números(o al menos parte de ellos)?Gracias de antemano!

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Zander Puntos 8843

Aquí es una familia de soluciones: $$ m_0=-1,m_1=5,m_{k+2}=38m_{k+1}-m_k \\ c_0=1,c_1=1,c_{k+2}=38c_{k+1}-c_k \\ a_k = 4m_k+c_k+\frac{2(m_k^2+1)}{c_k} \\ b_k = a_km_k-m_k^2-1 \\ n_k = a_k^2+b_k^2 $$ Así, por ejemplo, $$ n_1=120250=(68^2+1)(5^2+1)=(57^2+1)(6^2+1)=(43^2+1)(8^2+1)\\ n_3=505723158638933050=(98048^2+1)(7253^2+1)=(82137^2+1)(8658^2+1)=(62011^2+1)(11468^2+1) $$

Para llegar a esto empecé a observar que $$ n = (x^2+1)(y^2+1)=(x+i)(x-i)(y+i)(y-yo) $$ donde $i^2=-1$. Primero, a continuación, multiplicando $(x+i)(y+i)$ $$ n = (xy-1+(x+y)i)(xy-1-(x+y)i) = (xy-1)^2+(x+y)^2 $$ o primero multiplicando $(x+i)(y-i)$ $$ n = (xy+1+(y-x)i)(xy+1-(y-x)i) = (xy+1)^2+(y-x)^2 $$ por lo tanto, dejar $b=xy-1$ hemos $$ n=b^2+a^2=(b+2)^2+(a-2m)^2 $$ y dado $b$, de manera que podamos escribir $n$ de esta forma podemos revertir el procedimiento para encontrar $x$$y$. Además, si podemos escribir $$ n=b^2+a^2=(b+2)^2+(a-2m)^2=(b+4)^2+(a-2m_2)^2=(b+6)^2+(a-2m_3)^2 $$ luego tenemos al menos tres representaciones de emparejamiento $b,b+2,b+4$ $b+2,b+4,b+6$ respectivamente. $$ b^2+a^2=(b+2)^2+(a-2m)^2 \implica b=am-m^2-1 \\ b^2+a^2=(b+4)^2+(a-2m_2)^2 \implica 2b=am_2-m_2^2-4 \\ b^2+a^2=(b+6)^2+(a-2m_3)^2 \implica 3b=am_3-m_3^2-9 $$ la combinación de los dos primeros da $$ un(m_2-2m)=m_2^2-2m^2+2 $$ Dejando $m_2=2m+1$ inmediatamente da a la familia de los números con las dos representaciones. Más generalmente deje $m_2=2m+c$, luego $$ ac = (2m+c)^2-2m^2+2 \\ a = c+4m+\frac{2m^2+2}{c} $$ La combinación de las expresiones para $b$ $3b$ anterior obtenemos $$ m_3^2-am_3+6-3m^2+3ma=0 $$ Para $m_3$ a ser un número entero debemos tener el discriminante ser el cuadrado de un número entero $$ d^2 = a^2 a 12 años(2+ma-m^2) $$ A partir de aquí no creo que de una buena forma de proceder, por lo que el uso de la computadora de búsqueda para $(m,c)$ que dan enteros para $a$ $d$ me encontré con la primera de tres soluciones de $(m,c)=(5,1),(191,37),(7253,1405)$, y llegó a la recursividad dado en la parte superior más o menos por la inspección. Queda por mostrar que los sucesivos valores de $m_k,c_k$ siempre resultado en $a_k$ $d$ ser enteros, pero estoy seguro de que este es un sencillo ejercicio en la inducción y dejar que el lector interesado.

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