/Szkoła średnia/Liczby/Liczby całkowite/Podzielność/Kolejne liczby

Zadanie nr 7114055

Udowodnij, że suma sześcianów trzech kolejnych liczb całkowitych niepodzielnych przez 4 jest liczbą podzielną przez 36.

Wersja PDF

Rozwiązanie

Trzy kolejne liczby całkowite niepodzielne przez 4 możemy oznaczyć przez 4n + 1 , 4n + 2 i 4n + 3 , dla pewnej liczby całkowitej n . Suma sześcianów tych liczb jest równa

(4n + 1)3 + (4n + 2)3 + (4n + 3)3 = (6 4n3 + 48n2 + 12n + 1)+ 3 2 3 2 + (6 4n + 96n + 48n + 8)+ (6 4n + 144n + 10 8n + 27) = = 192n 3 + 28 8n2 + 168n + 3 6 = 36(5n 3 + 8n 2 + 4n+ 1)+ 12n3 + 24n .

Wystarczy zatem udowodnić, że liczba

 3 3 12n + 24n = 12(n + 2n )

dzieli się przez 36. To z kolei sprowadza się do wykazania, ze liczba

n 3 + 2n

dzieli przez 3.

Sposób I

Jeżeli n dzieli się przez 3, to koniec.

Jeżeli n daje resztę 1 z dzielenia przez 3, czyli n = 3k + 1 to

 2 2 2 n + 2 = (3k + 1) + 2 = 9k + 6k + 3 ,

więc  2 n + 2 dzieli się przez 3.

Jeżeli natomiast n daje resztę 2 z dzielenia przez 3, czyli n = 3k + 2 to

n 2 + 2 = (3k+ 2)2 + 2 = 9k2 + 12k + 6,

więc tak jak poprzednio, n 2 + 2 dzieli się przez 3.

Sposób II

Ponieważ

n3 + 2n = 3n3 − (2n3 − 2n) = 3n3 − 2n(n2 − 1) = 3n 3 − 2(n − 1)n(n + 1 ),

wystarczy pokazać, że (n − 1)n (n + 1) dzieli się przez 3. To jednak jest oczywiste, bo jest to iloczyn trzech kolejnych liczb całkowitych.

Wersja PDF
spinner