sâmbătă, 7 iulie 2012

Problemă de teoria numerelor (1)



Enunț:
Daca n este un număr prim mai mare decât 5, să se demonstreze că n^4 -1 este divizibil cu 240.

Demonstraţie:
Ştim că:
240 = 2^4 * 3 * 5 şi
n^4 - 1 = (n – 1) * (n + 1) * (n^2+1)

Vom demonstra că n^4 -1 este divizibil cu 2^4, cu 3 şi respectiv cu 5

Partea 1 – divizibilitatea cu 2^4
Deoarece n este prim => n este impar => n-1, n+1 şi respectiv n^2+1 sunt pare (divizibile cu 2)
n-1 si n+1 => numere pare consecutive => fie n-1, fie n+1 este divizibil şi cu 4
=> Produsul (n – 1) * (n + 1) * (n^2+1) este divizibil cu 2^4

Partea a 2-a – divizibilitatea cu 3
n-1, n si n+1 sunt trei numere consecutive => unul dintre ele este divizibil cu 3
n este un număr prim mai mare decât 5 => nu poate fi divizibil cu 3
în cazul în care n-1 sau n+1 sunt divizibile cu 3 =>
=>  Produsul (n – 1) * (n + 1) * (n^2+1) este divizibil cu 3

Partea a 3-a – divizibilitatea cu 5
Deoarece n este un număr prim mai mare decât 5 =>
Numărul n se poate termina doar cu cifrele 1, 3, 7, 9
a) în cazul în care n se termina în cifra 1 =>
 n-1 – este divizibil cu 5
b) în cazul în care n se termină în cifra 3 =>
n^2 +1 este divizibil cu 5
c) în cazul în care n se termina în cifra 7 =>
n^2 +1 este divizibil cu 5
d) în cazul în care n se termină în cifra 9 =>
n+1 este divizibil cu 5

a) +  b) + c) + d) =>  Produsul (n – 1) * (n + 1) * (n^2+1) este divizibil cu 5

Deoarece am demonstrat că produsul (n – 1) * (n + 1) * (n^2+1) (unde n – prim > 5) este pe rând divizibil cu 2^4, 3 şi respectiv 5 =>
n^4-1 este divizibil cu 240

Q.E.D.



Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu