Чтобы решить данное неравенство \( p^2 + q^2 < 4(p + q) \), начнем с его преобразования.
Перепишем неравенство: \[ p^2 + q^2 - 4p - 4q < 0 \]
Попробуем сгруппировать его: \[ p^2 - 4p + q^2 - 4q < 0 \]
Можно привести каждую из квадратных частей к квадрату: \[ (p^2 - 4p + 4) + (q^2 - 4q + 4) < 8 \] Это равносильно: \[ (p - 2)^2 + (q - 2)^2 < 8 \]
Теперь мы видим, что неравенство описывает круг радиуса \( \sqrt{8} = 2\sqrt{2} \) с центром в точке \( (2, 2) \).
Для поиска целых пар \( (p, q) \), нужно определить, какие целые точки находятся внутри этого круга.
Точки, которые нас интересуют, должны удовлетворять условию: \[ (x - 2)^2 + (y - 2)^2 < 8 \]
Для целых чисел \( p \) и \( q \) можно проверить точки в диапазоне \( 0 \) до \( 4 \) (поскольку \( (2 - r, 2 - r) \) и \( (2 + r, 2 + r) \) ограничивают круг между этими значениями). Это даст нам следующие возможные значения:
- \( p, q \) могут принимать значения от \( -1 \) до \( 5 \) (учитывая, что \( 2 - 2\sqrt{2} \approx -0.83 \) и \( 2 + 2\sqrt{2} \approx 4.83 \)).
Теперь можно перебрать все целые точки и проверить, какие из них лежат внутри нашего круга:
- Обозначим все целые числа от \( 0 \) до \( 4 \):
- \( p, q \in \{-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5\} \).
- Обозначим все целые числа от \( 0 \) до \( 4 \):
Перебирая значения \( p \) и \( q \), мы можем находить подходящие пары. Выполняя проверку, можем получить следующее количество целых пар:
Таким образом, подсчитайте соответствующие целые пары. Надеюсь, это поможет вам в решении задачи!