【典型应用3】恒等式证明
(☆)【21.3.1】
设a,b,c,d是整数,m=a2+b2,n=c2+d2,求证:mn也是两个整数平方和.
【解析】
mn=(a2+b2)(c2+d2)=a2c2+a2d2+b2c2+b2d2
=a2c2+2abcd+b2d2+a2d2-2abcd+b2c2=(ac+bd)2+(ad-bc)2,得证.
(☆☆)【21.3.2】
已知a4+b4+c4+d4=4abcd,且a,b,c,d都是正整数,求证:a=b=c=d.
【解析】
由于a4+b4+c4+d4=4abcd,(a2-b2)2+(c2-d2)2+2a2b2+2c2d2=4abcd,(a2-b2)2+(c2-d2)2+2(ab-cd)2=0,从而有a2-b2=0,c2-d2=0,ab-cd=0,从而a=b=c=d得证.
(☆☆)【巩固练习3】
设n为整数,证明n4-20n2+4是合数.