Тема . Остатки и сравнения по модулю

Функция Эйлера и теорема Эйлера из ТЧ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела остатки и сравнения по модулю
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#74251

Дано натуральное n ≥3.  Докажите, что число

 nnn   nn
n   − n

делится на 1989.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Сначала разложим на множители 1989 = 9 × 13 × 17. Тогда достаточно доказать делимость указанного числа на все числа 9, 13 и 17. Попробуем вынести за скобки общий множитель. Тогда у нас получится произведение степени числа n на разность степени числа n и единицы. Как можно доказать делимость на 9?

Подсказка 2

Верно! Если n делится на 3, то вынесенный множитель делится на 9. Если же не делится, то достаточно доказать, что показатель степени числа n из скобки делится на функцию Эйлера числа от числа 9 (она равна 6). Как это сделать?

Подсказка 3

Верно! Это выражение делится на 2, поскольку числа в разности имеют одну и ту же четность. Для делимости на 3 снова выносим общий множитель. Если n кратно 3, то все получилось, а если же не делится, то в скобке показатель степени числа n делится на 2, и по малой теореме Ферма мы получаем делимость. Можно ли аналогично доказать, что исходное выражение в задаче делится на 13 и 17?

Показать доказательство

Заметим, что 1989= 9⋅13⋅17.  Отдельно покажем делимость на каждый множитель. Запишем выражение в виде

 nn  nnn−nn
n  (n      − 1)

Докажем делимость на 9.  Если n  кратно 3,  то выражение поделится на 9.  В противном случае надо доказать, что 9  делит nnnn−nn − 1.  Для этого достаточно, чтобы nnn − nn  делилось по теореме Эйлера на φ(9)=6.  Делимость на 2  очевидна, так как  nnn  и nn  имеют одну чётность. Если n  кратно 3,  то доказали. В противном случае запишем nnn − nn  в виде nn(nnn− n− 1)  и заметим, что nn − n  делится на φ (3)= 2.

Докажем делимость на 13.  Если n  кратно 13,  то доказали. В противном случае достаточно, чтобы nnn − nn  делилось на φ(13)=12.  Делимость на 3  мы доказали в предыдущем абзаце. Докажем делимость на 4.  Если n  чётно, то она очевидна. В противном случае запишем  nn   n
n  − n  в виде  n  nn−n
n (n    − 1)  и поймём, что нам достаточно делимости  n
n  − n  на φ(4)=2.  что является правдой.

Докажем делимость на 17.  Если n  кратно 17,  то доказали. В противном случае достаточно, чтобы  nn   n
n  − n  делилось на φ(17)=16.  Если n  чётно, то делимость очевидна. В противном случае достаточно доказать, что  n
n − n  делится на φ(16)= 8.  Для этого переберём нечётные остатки при делении на 8.  Если n≡ 1 (mod 8),  то всё очевидно. Если n≡ 3 (mod 8),  то  n      n
n  − n ≡ 3 − 3 (mod 8).  Если посмотреть на цикл остатков степеней троек при делении на 8,  то можно видеть, что в  x
3 ≡ 3 (mod 8)  при нечётных t,  отсюда следует делимость. Если n ≡5 (mod 8),  то

nn − n ≡5n− 5≡ (−3)n +3 ≡− (3n− 3)≡ 0 (mod 8)

Если n≡ 7 (mod 8),  то

 n        n
n − n≡ (− 1)+ 1≡ −1+ 1≡ 0  (mod 8)

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!