Тема . Тождественные преобразования

Действия с числами, составление уравнений и формулы сокращённого умножения

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#136035

Пусть A = 44 ...44  — натуральное число, записанное 2n  четвёрками, и B = 88...88  — натуральное число, записанное n  восьмерками, где n  — произвольное натуральное число. Докажите, что число A− B  является точным квадратом натурального числа.

Источники: Всесиб - 2024, 10.3 (см. sesc.nsu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Так, разность каких-то больших чисел должна быть равна квадрату какого-то неизвестного числа... А что это за число? Вероятно, оно имеет какой-то общий вид для всех n.

Подсказка 2

Попробуйте рассмотреть искомую разность для маленьких n. Квадрат каких чисел получается?

Подсказка 3

Получается, что при n=1 A-B=6², при n=2 A-B=66². Хм, это совпадение, что получились квадраты чисел, состоящих из шестерок?

Подсказка 4

Попробуем доказать, что наша разность — это квадрат числа, состоящего из n шестёрок. Для этого надо как-нибудь преобразовать A-B...

Подсказка 5

На самом деле, и A, и B делятся на число 44...44, содержащее n четверок. Вынесите это число за скобку, останется только аккуратно сгруппировать множители!

Показать доказательство

Лемма.

1◟.. ◝.◜1 ◞= 1◟. ◝..◜1 ◞⋅1◟00◝..◜.01◞
 2n    n     n+1

Доказательство.

                   (         )

1◟-..◝◜.1◞⋅1◟00.◝.◜.01◞= 1◟. ◝.◜.1 ◞⋅(10◟0.◝.◜.00◞+1) =
  n    n+1      n     n+1

= 1◟. ◝.◜n.1 ◞0◟-..◝◜n.0◞+1◟..◝◜n.1◞=1◟-..◝2n.◜1 ◞

Заметим, что

A =4...4 =4 ⋅1...1= 4⋅1...1⋅100...01
   ◟2◝◜n ◞   ◟ ◝◜2n ◞    ◟◝n◜◞ ◟ ◝n+◜1 ◞

При этом

B = 8◟⋅ ◝⋅◜⋅8 ◞ =2⋅4⋅1◟..◝◜.1◞
     n         n

Исходя из этого, преобразуем данную разность:

A− B =4◟⋅⋅◝◜⋅4◞− 8◟⋅⋅◝◜⋅8◞=4 ⋅1◟-..◝◜.1◞⋅1◟00.◝.◜.01◞−2 ⋅4 ⋅1◟-..◝◜.1◞=
        2n     n       n    n+1         n

         (         )
= 4⋅1◟.. ◝.◜1 ◞⋅(1◟00..◝◜.01◞−2) =4 ⋅1◟..◝◜.1◞⋅9◟..◝◜.9◞=
     n      n+1           n    n

                 2     2      2
= 4⋅1◟.. ◝n.◜1 ◞⋅9⋅1◟..◝◜n.1◞=6 ⋅1◟..◝◜n.1◞ =6◟..◝◜n.6◞

Итак, получается,

          2
A− B =6◟..◝◜n.6◞

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!