Los números naturales $a$ y $b$ son tales que
\[\frac{a+1}{b}+\frac{b+1}{a}\]
es un número entero. Demostrar que el máximo común divisor de $a$ y $b$ no es mayor que $\sqrt{a+b}$.
pistasolución 1info
Pista. Opera en la expresión del enunciado y observa que, si $d$ es el máximo común divisor, entonces $d^2$ tiene que dividir a $ab$.
Solución. Haciendo operaciones llegamos a que
\[\frac{a+1}{b}+\frac{b+1}{a}=\frac{a^2+b^2+a+b}{ab}.\]
Si llamamos $d$ al máximo común divisor, entonces $a$ y $b$ son divisibles por $d$ luego el denominador de la fracción de la derecha es divisible por $d^2$. Como dicha fracción es un número entero, el numerador también ha de ser divisible entre $d^2$. Como $a^2+b^2$ sí es divisible entre $d^2$, entonces $a+b$ también tiene que serlo. De aquí deducimos que $d^2\leq a+b$, de donde $d\leq\sqrt{a+b}$ como queríamos demostrar.