• 初中

    一个基本恒等式的应用

    如果有理数 $m$ 可以表示为 $3 x^{2}-8 x y+6 y^{2}$($x$ 、 $y$ 是有理数) 的形式, 则称 $m$ 为“好数”,试问:两个好数的积和商都是好数吗? 为什么?

    需知道一个应用广泛的恒等式:\[    (x_1^2+y_1^2)(x_2^2+y_2^2)=(x_1x_2+y_1y_2)^2+(x_1y_2-x_2y_1)^2\] 

    注意到$3x^2-8xy+6y^2=2(x-y)^2+(x-2y)^2$,显然$m$是好数等价于具有$x^2+2y^2(x,y \in \mq)$的形式
    任取两个不同的好数$m_1=x_1+2y_1^2,m_2=x_2+2y_2^2$
    则\[    m_1 m_2=(x_1^2+2y_1^2)(x_2^2+2y_2^2)=(x_1 x_2+2y_1 y_2)^2+2(x_1y_2-x_2y_1)^2\]
    显然$m_1m_2$是好数
    若$m_2 \ne 0$,则\[    \frac{m_1}{m_2}=\frac{m_1 m_2}{m_2^2}=(\frac{x_1 x_2+2y_1 y_2}{m_2})^2+2(\frac{x_1y_2-x_2y_1}{m_2})^2\]
    显然$\ds \frac{m_1}{m_2}$是好数