定义:若一个整数能表示成a2+b2(a,ba^{2}+b^{2}(a,b是正整数))的形式,则称这个数为“完美数”. 例如:因为13=32+2213=3^{2}+2^{2},所以1313是“完美数”; 再如:因为a2+2ab+2b2=(a+b)2+b2a^{2}+2ab+2b^{2}=(a+b)^{2}+b^{2},所以a2+2ab+2b2a^{2}+2ab+2b^{2}也是“完美数”. (1)请直接写出一个小于1010的“完美数”,这个“完美数”是 ; (2)判断5353 ((请填写“是”或“否”))为“完美数”; (3)已知M=x2+4x+k(xM=x^{2}+4x+k(x是整数,kk是常数)),要使MM为“完美数”,试求出符合条件的一个kk值,并说明理由; (4)如果数mm,nn都是“完美数”,试说明mnmn也是“完美数”.

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完整解法

(1)

1. 根据完美数的定义寻找小于10的例子

取正整数 a=1,b=2a=1, b=2,则 a2+b2=12+22=1+4=5a^2+b^2 = 1^2+2^2 = 1+4 = 5。
因为 5<105 < 10,所以 55 是一个小于 1010 的“完美数”。(同理,12+12=21^2+1^2=2 或 22+22=82^2+2^2=8 亦可)

答案

55(答案不唯一,写 22 或 88 均可)

(2)

1. 将53拆分为两个正整数的平方和并判断

因为 53=49+4=72+2253 = 49 + 4 = 7^2 + 2^2,其中 77 和 22 都是正整数,符合 a2+b2a^2+b^2(a,ba,b 为正整数)的形式,所以 5353 是“完美数”。

答案

是

(3)

1. 对代数式 $M$ 进行配方变形

M=x2+4x+k=(x2+4x+4)+k−4=(x+2)2+(k−4)M = x^2+4x+k = (x^2+4x+4) + k - 4 = (x+2)^2 + (k-4)

2. 确定常数 $k$ 的值并说明理由

要使 MM 为“完美数”,只需使 k−4k-4 为某个正整数的平方。
令 k−4=12=1k-4 = 1^2 = 1,解得 k=5k = 5。
此时 M=(x+2)2+12M = (x+2)^2 + 1^2,符合两个整数平方和的形式,故 k=5k=5 符合条件。

答案

k=5k=5(答案不唯一,如 k=8,13k=8, 13 等均可)

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