利用欧几里得除法引理证明任何正整数的立方都可以表示为9m、9m+1或9m+8的形式。
待办事项
我们必须证明任何正整数的立方都可以表示为9m、9m+1或9m+8的形式。
解答
根据欧几里得除法算法,
a = bq + r,其中0 ≤ r < b。
设a为正整数,b = 3。
那么,a = 3q + r,其中0 ≤ r < 3。
r 的可能值为0、1、2。
当r = 0时,
a = 3q
两边立方,
a³ = (3q)³
a³ = 27q³
a³ = 9(3q³)
a³ = 9m,其中m = 3q³
当r = 1时,
a = 3q + 1
两边立方,
a³ = (3q + 1)³
a³ = (3q)³ + 1³ + 3(3q)(1)(3q + 1)
a³ = 27q³ + 1 + 9q(3q + 1)
a³ = 27q³ + 1 + 27q² + 9q
a³ = 27q³ + 27q² + 9q + 1
a³ = 9(3q³ + 3q² + q) + 1
a³ = 9m + 1,其中m = (3q³ + 3q² + q)
当r = 2时,
a = 3q + 2
两边立方,
a³ = (3q + 2)³
a³ = (3q)³ + 2³ + 3(3q)(2)(3q + 2)
a³ = 27q³ + 8 + 54q² + 36q
a³ = 27q³ + 54q² + 36q + 8
a³ = 9(3q³ + 6q² + 4q) + 8
a³ = 9m + 8,其中m = (3q³ + 6q² + 4q)
因此,a 可以是 9m、9m + 1 或 9m + 8 的形式。
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