Ta thấy: Số chính phương chia 3 dư 0 hoặc 1.
Xét các trường hợp:
+ a,b,c đều khác 3. Vì a,b,c đều là số nguyên tố nên a,b,c không chia hết cho 3
⇒a2,b2,c2 chia 3 dư 1
⇒a2+b2+16c2=9k2+1⋮3 (vô lí)
+ a,b,c tồn tại 1 số bằng 3. Lập luận tương tự trên ta thấy
a2+b2+16c2 chia 3 dư 2 còn
9k2+1 chia 3 dư 1 nên vô lí.
+
a=b=c=3⇒9k2+1⋮3(vô lí)
Vậy tồn tại 2 số bằng 3. Xét các trường hợp:
+
a=b=3⇒16c2+18=9k2+1⇒9k2−16c2=17⇒(3k−4c)(3k+4c)=17
Ta thấy:
0≤3k+4c≤17⇒0≤4c≤17⇒0≤c≤4⇒c=2⇒k=3(t/m)
+
c=3 và trong a,b có 1 số bằng 3. Không mất tính tổng quát giả sử a = 3.
Ta có:
153+b2=9k2+1⇒9k2−b2=152⇒(3k−b)(3k+b)=152
Ta thấy 3k-b và 3k+b cùng tính chẵn lẻ. Mà
152⋮4⇒⎩⎪⎨⎪⎧3k−b⋮23k+b⋮2
Vì
3k−b<3k+b⇒3k−b∈{2;4}
+
3k−b=2⇒3k+b=76⇒b=37,3k=41⇒k=341(loại)
+
3k−b=4⇒3k+b=38⇒b=17,3k=21⇒b=17,k=7(t/m)
Vậy (a,b,c)=(3,3,2);k=3 hoặc (a,b,c)=(3,17,3) ;(17,3,3) và k = 7