¿Cómo podemos demostrar que cada número se puede escribir como una suma de diferentes potencias (negativas o positivas) de tres?

Lo que estás describiendo aquí suena como el sistema ternario equilibrado. Es similar al sistema de numeración ternario regular, pero en lugar de usar los dígitos 0, 1 y 2, usa los “dígitos” -, 0 y +.

Entonces, en los ejemplos que diste:
1 = +
2 = + –
3 = +0
4 = ++
5 = + –
y así. (Tenga en cuenta que los dígitos que representan las potencias ascendentes de 3 se escriben de derecha a izquierda, como en cualquier otra base).

La prueba es bastante trivial si usa el Teorema de representación de bases, al igual que para la base ternaria regular (o cualquier otra base).

Para convertir de una representación de base ternaria tradicional a una representación de base ternaria equilibrada, simplemente vaya de izquierda a derecha, reemplazando cada 2 con – y agregue 1 al dígito de la izquierda, y repita hasta que no queden 2. Luego reemplace todos los 1 con + ‘s. Por ejemplo:
[matemáticas] 8_ {10} = 22_3 = +0 -_ {\ mathrm {bal.} 3} [/ matemáticas]
[matemáticas] 14_ {10} = 112_3 = + —_ {\ mathrm {bal.} 3} [/ matemáticas]
y así. De nuevo, la prueba es trivial.

Utilizamos la base 10 en la vida cotidiana:
1 = 10 ^ 1
2 = 2 * 10 ^ 1
3 = 3 * 10 ^ 1
.
.
10 = 10 ^ 1
11 = 10 ^ 1 + 10 ^ 0

Del mismo modo, los números se pueden expresar en la base 3:
1 = 3 ^ 0
2 = 2 * 3 ^ 0
3 = 3 ^ 1
4 = 3 ^ 1 + 3 ^ 0
5 = 3 ^ 1 + 2 * 3 ^ 0

Tenga en cuenta que podemos escribir 2 como 3 ^ 1 – 3 ^ 0
Entonces reescribimos lo anterior como:
1 = 3 ^ 0
2 = (3 ^ 1 – 3 ^ 0) * 3 ^ 0 = 3 ^ 1 – 3 ^ 0
3 = 3 ^ 1
4 = 3 ^ 1 + 3 ^ 0
5 = 3 ^ 1 + (3 ^ 1 – 3 ^ 0) * 3 ^ 0 = (2 * 3 ^ 1) – 3 ^ 0 = ((3 ^ 1 – 3 ^ 0) * 3 ^ 1) – 3 ^ 0 = 3 ^ 2 – 3 ^ 1 – 3 ^ 0

y así. Si nuevamente obtiene un dos, puede reemplazarlo nuevamente por 3 ^ 1 – 3 ^ 0 y continuar hasta obtener la respuesta.

Primero, cualquier número N puede escribirse como en las potencias de cualquier número K como K ^ 0 = 1 (1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 …… .N veces = N). Esto lleva a un sistema de números con base diferente, binario, decimal, hexadecimal, octal, etc.

1. Ahora, hay 3 o múltiplos de 3 después de 3 Números. = 3M
2. Para un número que da el resto como 1. Puede escribirse como 3M + 1 = 3M + 3 ^ 0
3. Para un número que da el resto como 2 se puede escribir como 3M + 3 – 1 =
3 (M + 1) – 3 ^ 0.

Ahora, reduzca el M / M + 1 en potencia de 3 como lo hizo para N. y consolide para obtener el resultado.

ejemplo: para 64 = 21 * 3 + 1, ahora 21 = 7 * 3, 7 = 3 * 2 + 1, 2 = 3 ^ 1 – 3 ^ 0 = 3 [{(3 ^ 1 – 3 ^ 0) * 3 + 3 ^ 0} * 3 + 3 ^ 0] = 3 ^ 4 – 3 ^ 3 + 3 ^ 2 + 3 ^ 0.

Podemos escribir cualquier número [math] n [/ math] como [math] 3 ^ q + r [/ math], donde [math] q [/ math] se elige de modo que [math] 3 ^ q \ le n < 3 ^ {q + 1} [/ matemáticas]. Supongamos por hipótesis de inducción que [math] r [/ math] puede escribirse en la forma requerida. Supongamos que escribir [math] r [/ math] en esa forma contiene [math] + 3 ^ q [/ math], luego reemplazamos [math] 2 \ cdot 3 ^ q [/ math] en representación de [math] n [ / math], con [math] 3 ^ {q + 1} - 3 ^ q [/ math]. Ahora, si [math] r [/ math] contiene [math] + 3 {q + 1} [/ math], repetimos lo anterior.

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