Tìm cặp số nguyên dương x, y sao cho $\dfrac{x^3+x}{xy-1}$ là số nguyên dương.
Một cách giải:
Xét $x=1$, suy ra: $\dfrac{2}{y-1}\in\mathbb N$, từ đó có $y=2\vee y=3$.
Xét $y=1$, suy ra: $\dfrac{x^3+x}{x-1}=x^2+x+2+\dfrac{2}{x-1}\in\mathbb N$, từ đó có: $x=2\vee x=3$.
Xét $x\ge 2$ hoặc $y\ge 2$. Ta có: $(x,xy-1)=1$. Do đó:
$xy-1|x^3+x\Rightarrow xy-1|x^2+1\Rightarrow xy-1|x+y$.
Suy ra: $x+y\ge xy-1\Rightarrow (x-1)(y-1)\le 2$. Từ đó có: $(x-1)(y-1)=1\ \vee (x-1)(y-1)=2$ suy ra: $x=y=2$ (loại) hoặc $x=2,y=3$ hoặc $x=3,y=2$.
Vậy các cặp số $(x,y)$ thỏa mãn là: $(1;2),(2;1),(1;3),(3;1),(2;3),(3;2)$.