证明任何正整数的平方不可能是 3m+2 的形式,其中 m 是自然数。
已知:命题“任何正整数的平方不可能是 3m+2 的形式,其中 m 是自然数”。
证明:我们需要证明上述命题。
解答
根据欧几里得引理:
如果 a 和 b 是两个正整数;
- a = bq + r,其中 0 ≤ r < b。
如果 b = 3,则:
- a = 3q + r,其中 0 ≤ r < 3。
- 所以,r = 0, 1, 2
当 r = 0 时
a = 3q
两边平方,我们得到:
a² = (3q)²
a² = 9q²
a² = 3(3q²)
a² = 3m,其中 m = 3q²
当 r = 1 时
a = 3q + 1
两边平方,我们得到:
a² = (3q + 1)²
a² = 9q² + 6q + 1
a² = 3(3q² + 2q) + 1
a² = 3m + 1,其中 m = 3q² + 2q
当 r = 2 时
a = 3q + 2
两边平方,我们得到:
a² = (3q + 2)²
a² = 9q² + 12q + 4
a² = 9q² + 12q + 3 + 1
a² = 3(3q² + 4q + 1) + 1
a² = 3m + 1,其中 m = 3q² + 4q + 1
因此,任何正数的平方不可能是 3m + 2 的形式。
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