Dowód kongruencji i podzielności

Podzielność. Reszty z dzielenia. Kongruencje. Systemy pozycyjne. Równania diofantyczne. Liczby pierwsze i względnie pierwsze. NWW i NWD.
Awatar użytkownika
Grief
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 24
Rejestracja: 3 lis 2006, o 22:49
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Trzebinia
Podziękował: 5 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: Grief »

1. Wykaż, że dla nieparzystych \(\displaystyle{ m, n \mathbb{N}}\) zachodzi:
\(\displaystyle{ S = 1^{n} + 2^{n} + ... + (m - 1)^{n} \equiv 0 \ mod \ m}\)
2. Wykaż, że dla \(\displaystyle{ \forall n \mathbb{N}}\) zachodzi \(\displaystyle{ 30 | n^{5} - n}\)


Co do drugiego to próbowałem jakoś przed indukcję ale w pewnym momencie się zaciąłem. Robiłem tak:

\(\displaystyle{ 30 | n^{5} - n\\
dla \ n=1\\
30 | 0 \ - \ OK\\
dla \ n = n + 1\\
30 | (n+1)^{5} - n - 1\\
(n+1)^{5} = n^{5} + {5\choose 1}n^{4} + {5\choose 2}n^{3} + {5\choose 3}n^{2} + {5\choose 4}n + 1\\
(n+1)^{5} = n^{5} + 5n^{4} + 10n^{3} + 10n^{2} + 5n + 1\\
30 | n^{5} + 5n^{4} + 10n^{3} + 10n^{2} + 5n + 1 - n - 1\\
30 | n^{5} + 5n^{4} + 10n^{3} + 10n^{2} + 4n}\)


No i dalej nie potrafię o ile w ogóle dążyłem we właściwym kierunku.
Awatar użytkownika
limes123
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 666
Rejestracja: 21 sty 2008, o 22:48
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Ustroń
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 93 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: limes123 »

w pierwszym połącz to sobie w takie uzupełniające się pary. W drugim masz podzielność przez 5 z MTF a podzielność przez 3 i 2 jest b. łatwo pokazać.
Awatar użytkownika
meninio
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 1876
Rejestracja: 3 maja 2008, o 11:09
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Jastrzębie Zdrój
Podziękował: 5 razy
Pomógł: 467 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: meninio »

\(\displaystyle{ n^5-n=n(n^4-1)=n(n^2-1)(n^2+1)=(n-1)n(n+1)(n^2+1)}\)
Awatar użytkownika
Grief
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 24
Rejestracja: 3 lis 2006, o 22:49
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Trzebinia
Podziękował: 5 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: Grief »

Aha. Więc co do drugiego to już jest oczywiste, że spośród \(\displaystyle{ (n-1)n(n+1)}\) przynajmniej jedna jest podzielna przez 2 i przynajmniej jedna przez 3. Teraz jeśli się nie mylę to trzeba jakoś pokazać, że \(\displaystyle{ (n^2+1)}\) jest podzielne przez 5? Czy może trzeba od początku kombinować z \(\displaystyle{ n^{5}-n}\)? Jeśli by się to udało wykazać to 30 = 2*3*5 więc by było udowodnione

Edit:
Aha. Nie zauważyłem podpowiedzi, że podzielność przez 5 z MTF można udowodnić. Więc pokombinuję coś w tym kierunku.

Edit2:
Hej! Ale z MTF to przecież też jest oczywiste, że \(\displaystyle{ 5|n^{5}-n}\). Tylko czy to wystarczy na dowód? Podzielność przez 2 i 3 jest wykazana, a jeśli dodać do tego podzielność przez 5 z MTF to można to wtedy wymnożyć 2*3*5?
Awatar użytkownika
limes123
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 666
Rejestracja: 21 sty 2008, o 22:48
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Ustroń
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 93 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: limes123 »

Oczywiście, że możesz korzystać z MTF i tak jest najprościej bo to wprost z niego wynika:p masz wykazaną podzielność przez 2 3 5 a poniewaz sa wzglednie pierwsze to wykazales rowniez podzielnosc przez ich iloczyn czyli 30 ckd
Awatar użytkownika
Grief
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 24
Rejestracja: 3 lis 2006, o 22:49
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Trzebinia
Podziękował: 5 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: Grief »

A więc dziękuję za pomoc przy drugim zadaniu
Co do pierwszego to nie rozumiem jak mam to połączyć w pary. Powinny się składniki jakoś zredukować? Ale do tego chyba potrzebne by było odejmowanie?
Awatar użytkownika
limes123
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 666
Rejestracja: 21 sty 2008, o 22:48
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Ustroń
Podziękował: 26 razy
Pomógł: 93 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: limes123 »

Zauważ, że z niepardzystości tych liczb wynika, że
\(\displaystyle{ (m-1)^n\equiv -1^n=-1(modm)}\), czyli
\(\displaystyle{ (m-1)^n+1^n\equiv 0(modm)}\), czyli ta para jest podzielny i dalej łączysz w takie pary \(\displaystyle{ (m-k)^n+k^n}\) otrzymując sumy podzielne przez m.
Awatar użytkownika
Grief
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 24
Rejestracja: 3 lis 2006, o 22:49
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Trzebinia
Podziękował: 5 razy

Dowód kongruencji i podzielności

Post autor: Grief »

Aha. Widzę to już! Dzięki wielkie za pomoc!
ODPOWIEDZ