Вопрос задан 18.01.2025 в 10:00. Предмет Алгебра. Спрашивает Самарский Дмитрий.

Докажите что 3^n+2 + 2^3n делится на 5 для любого натурального числа n

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Синковец Полина.

Чтобы доказать, что выражение 3n+2+23n3^n + 2 + 2^{3n} делится на 5 для любого натурального числа nn, мы можем использовать метод математической индукции.

Шаг 1: База индукции.

Проверим выражение для n=1n = 1:

31+2+231=3+2+23=3+2+8=133^1 + 2 + 2^{3 \cdot 1} = 3 + 2 + 2^3 = 3 + 2 + 8 = 13

Теперь проверим, делится ли 13 на 5:

13mod5=3(не делится на 5)13 \mod 5 = 3 \quad (\text{не делится на } 5)

Поскольку база индукции не выполняется для n=1n=1, давайте проверим для n=2n=2:

32+2+232=9+2+26=9+2+64=753^2 + 2 + 2^{3 \cdot 2} = 9 + 2 + 2^6 = 9 + 2 + 64 = 75

Теперь проверим, делится ли 75 на 5:

75mod5=0(делится на 5)75 \mod 5 = 0 \quad (\text{делится на } 5)

Таким образом, база индукции работает для n=2n = 2.

Шаг 2: Индукционное предположение.

Предположим, что для некоторого k2k \geq 2 выражение 3k+2+23k3^k + 2 + 2^{3k} делится на 5. То есть:

3k+2+23k0mod53^k + 2 + 2^{3k} \equiv 0 \mod 5

Шаг 3: Индукционный шаг.

Теперь мы должны показать, что 3k+1+2+23(k+1)3^{k+1} + 2 + 2^{3(k+1)} также делится на 5.

Распишем это выражение:

3k+1+2+23(k+1)=33k+2+23k+3=33k+2+823k3^{k+1} + 2 + 2^{3(k+1)} = 3 \cdot 3^k + 2 + 2^{3k + 3} = 3 \cdot 3^k + 2 + 8 \cdot 2^{3k}

Теперь, используя индукционное предположение, заменим 3k+2+23k3^k + 2 + 2^{3k}:

33k+2+823k=3(3k+2+23k)32+823k3 \cdot 3^k + 2 + 8 \cdot 2^{3k} = 3(3^k + 2 + 2^{3k}) - 3 \cdot 2 + 8 \cdot 2^{3k}

Из индукционного предположения мы знаем, что 3k+2+23k0mod53^k + 2 + 2^{3k} \equiv 0 \mod 5, что дает:

3(0)6+823k6+823kmod53(0) - 6 + 8 \cdot 2^{3k} \equiv -6 + 8 \cdot 2^{3k} \mod 5

Поскольку 23k3mod52^{3k} \equiv 3 \mod 5 (так как 233mod52^3 \equiv 3 \mod 5), тогда:

823k83244mod58 \cdot 2^{3k} \equiv 8 \cdot 3 \equiv 24 \equiv 4 \mod 5

Теперь у нас есть:

6+42mod5-6 + 4 \equiv -2 \mod 5

Однако, мы видим, что у нас возникла ошибка в предположении о том, как разбить на шаги. Мы можем пересмотреть шаги с учетом, что нам необходимо четко отслеживать, как каждое значение nn будет вести себя в зависимости от nmod5n \mod 5.

Таким образом, при nn от 1 до 5:

  • Для n=1n=1: 31+2+23=133mod53^1 + 2 + 2^3 = 13 \equiv 3 \mod 5 (не делится)
  • Для n=2n=2: 32+2+26=750mod53^2 + 2 + 2^6 = 75 \equiv 0 \mod 5

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Алгебра

Алгебра 01.04.2025 15:52 156 Циммерман Кристина
Алгебра 22.01.2024 06:04 574 Любомудров Евгений

Последние заданные вопросы в категории Алгебра

Задать вопрос