Giả sử: d=(m+n,m2+n2)d=(m+n,m2+n2)

⇒⎧⎨⎩m+n⋮dm2+n2⋮d⇒{m+n⋮dm2+n2⋮d

⇒⎧⎨⎩m+n⋮d(m+n)2−2mn⋮d⇒{m+n⋮d(m+n)2−2mn⋮d

⇒⎧⎨⎩m+n⋮d2mn⋮d⇒{m+n⋮d2mn⋮d

⇒⎧⎨⎩2m(m+n)−2mn⋮d2n(m+n)−2mn⋮d⇒{2m(m+n)−2mn⋮d2n(m+n)−2mn⋮d

⇒⎧⎨⎩2m2⋮d2n2⋮d⇒{2m2⋮d2n2⋮d

d|(2m2,2n2)=2(m2,n2)=2d|(2m2,2n2)=2(m2,n2)=2

⇒d=1⇒d=1 hoặc d=2d=2

- Nếu m,nm,n cùng lẻ thì d=2d=2

- Nếu m,nm,n khác tính chẵn lẻ thì d=1

Gọi ƯCLN(21n+4,14n+3)=d

=>21n+4\(⋮\)d =>42n+8\(⋮\)d (1)

=>14n+3\(⋮\)d =>42n+9\(⋮\)d (2)

Từ (1) và (2) => (42n+9)-(42n+8)\(⋮\)d =>1\(⋮\)d =>d=1 (vì d=ƯCLN) 

=> \(\frac{21n+4}{14n+3}\)là phân số tối giản, với mọi n\(\in\)  N (ĐCCM)

Vậy \(\frac{21n+4}{14n+3}\)là phân số tối giản với mọi n\(\in\)N

Xét bài toán phụ sau:

Nếu \(a+b+c=0\Leftrightarrow\sqrt{\frac{1}{a^2}+\frac{1}{b^2}+\frac{1}{c^2}}=\left|\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right|\)  \(\left(a,b,c\ne0\right)\)

Thật vậy

Ta có: \(\sqrt{\frac{1}{a^2}+\frac{1}{b^2}+\frac{1}{c^2}}=\sqrt{\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2-2\left(\frac{1}{ab}+\frac{1}{bc}+\frac{1}{ca}\right)}\)

\(=\sqrt{\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2-2\cdot\frac{a+b+c}{abc}}=\sqrt{\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2-2\cdot\frac{0}{abc}}\)

\(=\sqrt{\left(\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right)^2}=\left|\frac{1}{a}+\frac{1}{b}+\frac{1}{c}\right|\)

Bài toán được chứng minh

Quay trở lại, ta sẽ áp dụng bài toán phụ vào bài chính:

Ta có: \(P=\sqrt{\frac{1}{2^2}+\frac{1}{1^2}+\frac{1}{3^2}}+\sqrt{\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{5^2}}+...+\sqrt{\frac{1}{2^2}+\frac{1}{779^2}+\frac{1}{801^2}}\)

Vì \(2+1+\left(-3\right)=0\) nên:

\(\sqrt{\frac{1}{2^2}+\frac{1}{1^2}+\frac{1}{3^2}}=\sqrt{\frac{1}{2^2}+\frac{1}{1^2}+\frac{1}{\left(-3\right)^2}}=\sqrt{\left(\frac{1}{2}+\frac{1}{1}-\frac{1}{3}\right)^2}=\frac{1}{2}+1-\frac{1}{3}\)

Tương tự ta tính được:

\(\sqrt{\frac{1}{2^2}+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{5^2}}=\frac{1}{2}+\frac{1}{3}-\frac{1}{5}\) ; ... ; \(\sqrt{\frac{1}{2^2}+\frac{1}{799^2}+\frac{1}{801^2}}=\frac{1}{2}+\frac{1}{799}-\frac{1}{801}\)

\(\Rightarrow P=\frac{1}{2}+1-\frac{1}{3}+\frac{1}{2}+\frac{1}{3}-\frac{1}{5}+...+\frac{1}{2}+\frac{1}{799}-\frac{1}{801}\)

\(=\frac{1}{2}\cdot400+\left(1-\frac{1}{3}+\frac{1}{3}-\frac{1}{5}+...+\frac{1}{799}-\frac{1}{801}\right)\)

\(=200+\frac{800}{801}=\frac{161000}{801}=\frac{a}{b}\Rightarrow\hept{\begin{cases}a=161000\\b=801\end{cases}}\)

\(\Rightarrow Q=161000-801\cdot200=800\)

Lời giải:

Ta có:

\(P=\frac{\sqrt{x}(\sqrt{x^3}-8)}{x+2\sqrt{x}+4}-\frac{\sqrt{x}(\sqrt{x}+1)}{\sqrt{x}}+\frac{2(\sqrt{x}-2)(\sqrt{x}+2)}{\sqrt{x}-2}\)

\(=\frac{\sqrt{x}(\sqrt{x}-2)(x+2\sqrt{x}+4)}{x+2\sqrt{x}+4}-\frac{\sqrt{x}(\sqrt{x}+1)}{\sqrt{x}}+\frac{2(\sqrt{x}-2)(\sqrt{x}+2)}{\sqrt{x}-2}=\sqrt{x}(\sqrt{x}-2)-(\sqrt{x}+1)+2(\sqrt{x}+2)\)

\(=x-2\sqrt{x}-\sqrt{x}-1+2\sqrt{x}+4=x-\sqrt{x}+3\)

$=(\sqrt{x}-\frac{1}{2})^2+\frac{11}{4}\geq \frac{11}{4}$ với mọi $x>0; x\neq 4$

$\Rightarrow \frac{a}{b}=\frac{11}{4}$

Vì $a,b$ nguyên dương và $\frac{a}{b}$ tối giản nên $a=11; b=4$

$\Rightarrow a+b=11+4=15$