Доказать, что (3^n+2n-1) делится ** 4, когда n є N

0 голосов
28 просмотров

Доказать, что (3^n+2n-1) делится на 4, когда n є N


Алгебра (20 баллов) | 28 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Доказательство методом математической индукции

База индукции При n=1 утверждение верно, так:
3^1+2*1-1=3+2-1=4 кратно 4.

Гипотеза индукции. Предположим что при n=k є N утверждение верно, т.е.
справедливо что 3^k+2k-1 кратно 4

Индукционный переход. Докажем, что тогда утверждение справедливо n=k+1
т.е. что 3^{k+1}+2(k+1)-1 кратно 4

3^{k+1}+2(k+1)-1=3*3^k+2k+2-1=(3^k+2k-1)+2*(3^k+1) кратно 4, так как (3^k+2k-1) кратно 4 по допущению, 2 кратно 2,
3^k всегда нечетное при любом k є N как произведение нечетных чисел (3 - нечетное число)
3^k+1 - четное число как сумма двух нечетных чисел (1 - нечетное число)
а значит 3^k+1 кратно 2, а значит 2*(3^k+1) кратно 2*2=4
а значит (3^k+2k-1)+2*(3^k+1) кратно 4 как сумма двух чисел кратных 4, что значит что 3^{k+1}+2(k+1)-1 кратно 4

Согласно принципу математической индукции утверждение верно. Доказано
=================
второй способ. по остаткам
если n- четное, n=2l для какого-то l є N, то
3^{2l}=9^l, а значит будет давать в остатке такой же остаток как и произведение остатков от деления 9 на 4, т.е. 1
2*n=2*2l=4l кратно 4, остаток 4
а значит остаток от деления 3^n+2n-1 будет равен 1+0-1=0, т.е. выражение будет кратно 4 при четном n

если n-нечетное, n=2l+1, l є N или l=0, то 
3^n=3^{2l+1}=9^l*3 а значит даст остаток при делении на 4: 1*3=3
2n=2*(2l+1)-1=4l+2-1=4l+1 а значит даст остаток 1 при делении на 4

а значит 3^n+2n-1 даст остаток такой же как 3+1=4 т.е. даст остаток 0, а значит кратно 4.
Таким образом утверждение справедливо при любых n є N
Доказано.


image
(409k баллов)