[中學] 同一代數證明題的不同證明方式

看板Math作者 (廣平君)時間3年前 (2020/10/20 00:18), 編輯推噓1(107)
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我所屬的高中校友FB群組有學長分享了距今30多年前的數學考卷。 由某個選擇題的選項可知,n為自然數時「2的3n次方減1」恆為7的倍數。 我在證明時想到兩種證法。 第一種是數學歸納法: 令f(x) = (2^3x)-1、且x為自然數, 先證明f(1)是7的倍數, 然後設f(k)是7的倍數、據以證明f(k+1)、f(k+2)也都是7的倍數, 因此得證。 後來又想到第二種證法,是綜合使用指數律及多項式法則: (2^3x)-1 = [(2^3)^x]-1 = (8^x)-1 已知n為自然數時多項式(a^n)-1恆有因式a-1, 故a=8時(8^x)-1恆有因式 8-1 = 7, 因此得證。 我知道數學歸納法很穩、不會有什麼問題, 但是不確定第二種方法會不會有問題、特別是嚴謹性的問題; 而我高中已畢業快20年、已經無人可問,故在此請問。 謝謝。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 118.167.114.231 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1603124280.A.741.html

10/20 00:23, 3年前 , 1F
沒什麼問題: 整係數多項式的因式關係代入整數值
10/20 00:23, 1F

10/20 00:23, 3年前 , 2F
是能夠轉成整數間的因數關係的
10/20 00:23, 2F

10/20 00:24, 3年前 , 3F
其理由是原本的因式關係只涉及整係數
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10/20 00:24, 3年前 , 4F
代入之後不只所求的兩數, 連商數也是整數
10/20 00:24, 4F

10/20 00:25, 3年前 , 5F
這個整商就代表了得出來的整數之間有因數關係
10/20 00:25, 5F

10/20 00:26, 3年前 , 6F
以你的例子來說, 例如 a^4-1 = (a-1)(a^3+a^2+a+1)
10/20 00:26, 6F

10/20 00:27, 3年前 , 7F
代入 a=8 得 8^4-1 = (8-1)*(8^3+8^2+8+1)
10/20 00:27, 7F

10/20 00:27, 3年前 , 8F
右邊括號內為整數說明了 8^4-1 有因數 8-1=7
10/20 00:27, 8F
文章代碼(AID): #1VZRmuT1 (Math)