Докажите, что при любом натуральном значении n значение выражения n^7-n кратно 42

0 голосов
90 просмотров

Докажите, что при любом натуральном значении n значение выражения n^7-n кратно 42


Алгебра (15 баллов) | 90 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Представим данное выражение в виде
n^7-n=n(n^6-1)=n((n^3)^2-1)=n(n^3-1)(n^3+1)=\\ =n(n-1)(n^2+n+1)(n+1)(n^2-n+1). Так как среди любых трех последовательных целых чисел по крайней мере одно делится на 2 и одно на 3, то при любых целых n число n(n+1)(n-1) делится на 2\cdot3=6. Следовательно, число n^7-n делится на 6, если n - любое число.

Докажем, что n^7-n делится на 7, если n - натуральное число. Для начала исследуем методом математической индукции
1. При n=1 имеем 1^7-1=0 - кратное 7.
2. Допустим, что n^7-n делится на 7 при каком-нибудь произвольном натуральном n=k, т.е. k^2-k кратно 7.
3. Докажем, что n^7-n делится на 7 и при n=k+1.
(k+1)^7-(k+1)=k^7+7k^6+21k^5+35k^4+35k^3+21k^2+7k+1-k-1=\\ =(k^7-k)+7k^6+21k^5+35k^4+35k^3+21k^2+7k.

Первое слагаемое кратно 7 по допущению второго пункта, а второе слагаемое кратно 7, так как на 7 делятся все его слагаемые, следовательно, (k+1)^7-(k+1) картно 7, если n - натуральное число.