Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела закл (финал) 10 класс
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#91948

Сумма кубов трёх последовательных натуральных чисел оказалась кубом натурального числа. Докажите, что среднее из этих трёх чисел делится на 4.

Источники: Всеросс., 2006, ЗЭ, 10.2(см. math.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Необходимо показать, что если для некоторых натуральных чисел x, y верно (x−1)³+x³+(x+1)³=y³, то x кратно 4. Раскройте скобки и приведите подобные слагаемые.

Подсказка 2

Мы получили, что 3(x²+2)=y³. Как можно воспользоваться тем, что y кратно 3?

Подсказка 3

Пусть y=3z. Тогда имеем, x(x²+2)=9z³. Что можно сказать о числе НОД(x, x²+2)?

Подсказка 4

Он равен 1 или 2. Если он равен 1, то что можно сказать про произвольное простое число p, отличное от 3, делящее z?

Подсказка 5

Оно делит ровно одно из чисел x и x²+2, причем входит в него в степени, кратной 3. Тогда x =9u³ и x²+2=v³, либо x =u³, x²+2 =9v³ при некоторых натуральных u,v. Докажите, что каждый из этих случаев невозможен.

Подсказка 6

Осталось разобрать случай НОД(x, x²+2). Почему при этом x кратно 4?

Показать доказательство

Пусть среднее из последовательных чисел равно x.  Тогда для некоторого натурального y  верно уравнение

     3   3      3   3
(x− 1) + x +(x+ 1) =y

что экививалентно

  (2   )   3
3x x + 2 = y

Таким образом, y  делится на 3,  следовательно, y = 3z  для некоторого натурального z.  Уравнение теперь имеет вид

 (2   )    3
x x +2 = 9z

Очевидно, что НОД (x,x2+ 2)≤ 2.  Пусть НОД (x,x2+ 2)= 1.  Тогда либо x =9u3  и x2+ 2= v3,  либо x =u3,x2+2 =9v3  при некоторых натуральных u,v.  В первом случае 81u6  +2 =v3,  что невозможно, так как куб целого числа при делении на 9  даёт остаток 0  или ±1.  Аналогично второе равенство влечёт, что u6+2 =9v3,  что невозможно по тем же причинам. Итак, НОД (x,x2+ 2) =2,x(x2+2)= 9z3.  Тогда x  (и, следовательно, z  ) чётно, поэтому x(x2+ 2) делится на 8.  Поскольку x2+ 2  не делится на 4,  получаем, что x  делится на 4.

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!