Quantos pares ordenados de números inteiros satisfazem a equação ?
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Generalização de equações da forma $\Large{\frac{1}{x}+\frac{1}{y}} = \Large{\frac{1}{p}}$ $\implies$ $p(x+y) = xy$
Ao considerar o produto $(x-p)(y-p)$ $=$ $xy - p(x+y) + p^2$ , percebe-se que:
$p(x+y) = xy$ se, e somente se, $(x-p)(y-p) = p^2$ .
$\boxed{\frac{1}{x}+\frac{1}{y} = \frac{1}{p} \implies (x-p)(y-p) = p^2}$ Sendo $x,\space y,\space p$ $\neq$ $0$
No caso do problema do $\text{IME}\space\space 2022$, temos que $p = 23$, logo: $$(x-23)(y-23) = 23^2$$Como o $23^2$ é um produto de dois primos, e o $1$ , então ele pode ser rearranjado de alguns modos, como um produto composto de números inteiros:
$\bullet \space 23^2 = 23\cdot 23$
$\bullet \space 23^2 = 23^2\cdot 1$
$\bullet \space 23^2 = 1\cdot 23^2$
$23^2 = -23\cdot (-23)$ $\color{red}{[\text{não\space\space convém}}]$ $x-23 = y-23 \neq -23$ , pois $x,\space y \neq 0$ .
$\bullet \space 23^2 = -(23^2)\cdot (-1)$
$\bullet \space 23^2 = -1\cdot(- 23^2)$
Ou seja, para cada $"\bullet"$ há um par ordenado. Portanto, há $5$ pares possíveis para a equação enunciada.

20:30 19/01/2024
Fala, Gabriel. Então, eu escrevi ali que não convém, pois, teria que ser x-23 = -23, ou seja, x = 0 e também y-23 = -23, ou seja, y = 0. Porém, x e y não podem ser nulos, pq fere condições de existência da equação do enunciado.

19:23 19/01/2024
Olá! Não entendi bem porque aquela solução do -23 . (-23) não convém. Poderiam me explicar?