Hola
1) Sean $$a,b$$ dos números naturales coprimos entre sí
2) Sea \( p^3=3(a+b) \)
Demostrar si la siguiente igualdad es cierta o falsa:
$$ab= \displaystyle\frac{p^3(p^2-9)}{54}$$
No sólo es que haya un contraejemplo que muestra que es falsa; si no me equivoco esas dos igualdades nunca se dan simultáneamente para \( a,b \) coprimos.
Si sustituimos la primera en la segunda queda:
\( 18ab=(a+b)(p^2-9) \)
Dado que \( a,b \) son coprimos \( (ab,a+b) \) son coprimos, y por tanto \( ab \) divide a \( p^2-9 \), es decir, \( p^2-9=kab \).Queda:
\( 18=k(a+b) \)
Por tanto \( a+b \) es un divisor de \( 18 \). Dado que \( a,b \) son naturales coprimos las únicas posibilidades son (excluimos parejas con los mismos números en orden inverso):
\( a+b=2 \) y \( (a,b)=(1,1) \)
\( a+b=3 \) y \( (a,b)=(1,2) \)
\( a+b=6 \) y \( (a,b)=(1,5) \)
\( a+b=9 \) y \( (a,b)=(1,8),(2,7),(4,5) \)
\( a+b=18 \) y \( (a,b)=(1,17),(5,13),(7,11) \)
Pero para que \( p^3=3(a+b) \) sea cubo perfecto la única opción es \( a+b=9 \) y \( p=3 \) y en ese caso no se da la otra igualdad.
Saludos.