Si R = n ^ 3-n, ¿cómo puedo demostrar que es un múltiplo de 6 para cualquier valor natural de n?

Prueba por inducción matemática

  • Comencemos demostrando que es un múltiplo de 6 cuando n = 1

R = n ^ 3 – n

Por lo tanto R (1) = 1 ^ 3 – 1 = 0

0 es el múltiplo de cada entero positivo, por lo que es válido para n = 1

  • Ahora supongamos que esto es cierto para n = k

R (k) = k ^ 3 – k

Por lo tanto, k ^ 3 – k debe ser igual a algún múltiplo de 6

Por lo tanto k ^ 3 – k = 6m

  • Ahora para n = (k + 1)

R (k + 1) = (k + 1) ^ 3 – (k + 1)

= (k ^ 2 + 2k + 1) (k + 1) – k – 1

= k ^ 3 + k ^ 2 + 2k ^ 2 + 2k + k + 1 – k – 1

= k ^ 3 + 3k ^ 2 + 2k

= k ^ 3 – k + 3k ^ 2 + 3k

= (k ^ 3 – k) + 3 (k ^ 2 + k)

= 6m + 3 (k ^ 2 + k)

Ahora ve que la primera parte, (k ^ 3 – k), es divisible por 6

Para que todo sea divisible por 6, necesita la segunda parte, 3 (k ^ 2 + k), que también sea divisible por 6

Es obvio que es divisible por 3, por lo que solo necesita ser divisible por 2.

Supongamos que k es par, entonces k = 2p para alguna p natural,

k ^ 2 + k = (2p) ^ 2 + (2p) = 4p ^ 2 + 2p = 2 (2p ^ 2 + p),

Que es divisible por 2

¡Ahora es lo mismo si k es extraño! (Intenta demostrarlo si quieres, k = 2p + 1)

Por lo tanto, 3 (k ^ 2 + k) siempre será divisible por 6

Lo que demuestra que R (k + 1) siempre es cierto para cualquier R (k)

Lo que confirma que R = n ^ 3 – n siempre da un múltiplo de 6 para cualquier valor natural de n

* A2A

Teorema: al menos un número en [matemática] n [/ matemática] números naturales consecutivos es divisible por [matemática] n [/ matemática]


[matemáticas] \ begin {ecation} \ begin {split} n ^ 3-n & = n (n ^ 2–1) = (n-1) n (n + 1) \ end {split} \ end {ecation} [/matemáticas]

  • [matemática] (n-1) [/ matemática] y [matemática] n [/ matemática], o [matemática] n [/ matemática] y [matemática] (n + 1) [/ matemática] son ​​dos números naturales consecutivos, entonces al menos uno de ellos es divisible por [matemáticas] 2 [/ matemáticas].
  • [math] (n-1), n, (n + 1) [/ math] son ​​tres números naturales consecutivos, por lo que al menos uno de ellos es divisible por [math] 3 [/ math].
  • Por lo tanto, el número [math] n ^ 3-n [/ math] es divisible por [math] \ operatorname {LCM} (2,3) = 6 [/ math]

[matemáticas] R [/ matemáticas] es divisible por [matemáticas] 6 [/ matemáticas]

[matemáticas] QED [/ matemáticas]

Factoriza la expresión: n ^ 3 – n = n (n + 1) (n-1). Suponiendo que n es un entero, la expresión es el producto de tres enteros sucesivos. Como cada tercer entero, comenzando desde 1, es divisible por 3, la expresión es divisible por 3. En cualquier grupo de tres enteros sucesivos, al menos uno de los enteros será par (divisible por 2). Entonces la expresión tiene 3 y 2 como factores primos y, por lo tanto, es un múltiplo de 6.

R puede escribirse fácilmente como (n-1) n (n + 1), que es un producto de tres enteros consecutivos.

Usando el hecho de que el producto de cualquier número entero consecutivo p es divisible por factorial p, podemos decir que R es divisible por 3. que es 6.

Hay dos estrategias básicas. Primero, podría probarlo para n de 0 a 5. Esto lo probaría para todo n, ya que todos los n son equivalentes a uno de esos mod 6. Alternativamente, podría factorizar [matemáticas] n ^ 3 – n = n ( n + 1) (n-1) [/ math] y demuestre que debe ser un múltiplo de 6 al mostrar que contiene múltiplos de 2 y 3.