Условие

Для натурального n положим P=n⁵−n. а) Докажите, что P делится на 30. б) Найдите все остатки n modulo 77, при которых P делится на 2310. в) Найдите наименьшее n≥250, для которого P делится на 2310.

Подсказка

Шаг 1 для варианта 3: Разложите n⁵−n=n(n−1)(n+1)(n²+1) и отдельно докажите делимость на 2, 3 и 5.

Шаг 2 для варианта 3: Для дополнительных множителей 7 и 11 исследуйте n≡0, ±1 и возможность n²≡−1; затем совместите условия по китайской теореме.

Показать ответ

а) делится; б) 0, 1, 21, 22, 34, 43, 55, 56, 76; в) 252

Пошаговое решение
  1. Намечаем ход решения

    Разложите n⁵−n=n(n−1)(n+1)(n²+1) и отдельно докажите делимость на 2, 3 и 5. Для дополнительных множителей 7 и 11 исследуйте n≡0, ±1 и возможность n²≡−1; затем совместите условия по китайской теореме.

  2. Пункт а

    а) Среди n−1,n,n+1 есть множитель 2 и множитель 3, поэтому P делится на 6.

  3. Выполняем преобразование

    По малой теореме Ферма n⁵−n делится на 5.

  4. Выполняем преобразование

    Значит, P делится на 30.

  5. Пункт б

    б) Для делимости на 2310=30·7·11 нужны ещё множители 7 и 11.

  6. Выполняем преобразование

    По каждому из модулей n(n−1)(n+1)(n²+1)≡0.

  7. Выполняем преобразование

    Число −1 не является квадратом ни modulo 7, ни modulo 11, поэтому n≡0,±1 по каждому модулю.

  8. Выполняем преобразование

    Девять сочетаний дают по модулю 77 остатки 0, 1, 21, 22, 34, 43, 55, 56, 76.

  9. Пункт в

    в) Перебираем только эти классы в периоде 77.

  10. Выполняем преобразование

    Первое допустимое число не меньше 250 равно 252; непосредственная подстановка подтверждает делимость.

Ответ: а) делится; б) 0, 1, 21, 22, 34, 43, 55, 56, 76; в) 252

Реши похожую задачу с проверкойБот МатиксМат даст новую задачу №19, сразу проверит ответ и покажет, где ошибка.
Решать в Telegram