Tehtävä jaollisuudesta

Anonyymi

Osaako joku auttaa tämmöisessä tehtävässä?:
n on kokonaisluku. Todista, että luku n^5 10n^4 35n^3 50n^2 24n on jaollinen luvulla 120.

Muissa vastaavissa on laskimen factoria voinut käyttää. Tässä tapauksessa lauseke muuttuu muotoon n∙(n 1)∙(n 2)∙(n 3)∙(n 4), josta ei kyllä muutu yhtään sen viisaammaksi. En saa tuota millään sellaiseen muotoon, että se olisi jaollinen 120:llä.

16

593

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      120 = 2*3*4*5. Voit helposti osoittaa, että tuo n∙(n 1)∙(n 2)∙(n 3)∙(n 4) on jaollinen noilla luvuilla (joka toinen jaollinen 2lla, joka kolmas kolmella jne).

    • Anonyymi

      Luku a on jaollinen luvulla n jos ja vain jos se on jaollinen kaikilla luvun n alkutekijäesityksen p1^k1 * ...* pm^km alkulukupotensseilla pj^kj.

      Joten kuten jo on sanottu 120 = 2^3 * 3 * 5, niin riittää osoittaa noilla jaolliseksi. Mutta tosiaan pitää osoittaa kasilla jaolliseksi. Tuosta tulomuodosta sekin seuraa sillä yksi tekijä on neljällä jaollinen ja lisäksi jokin toinen kakkosella, joten yhteensä ainakin kasilla.

      Jos tuota tulomuotoa ei huomaa, niin todistus on myös kätevä tehdä modulaari-aritmetiikan avulla. Redusoidaan polynomi mod p^k ja käytetään p=3:lle ja p=5:lle Fermat'n pientä lausetta, jonka mukaan n^p = n (mod p). Katsotaan mitä sitten kasille keksitään, ehkä Eulerin lause, jossa n^phi(q) = 1 (mod q), kun syt(n, q)=1.

      MOD 3
      n^5 10n^4 35n^3 50n^2 24n
      = n^5 n^4 2n^3 2n^2
      = n^3 n^2 2n 2n^2
      = n(n^2 2)
      = n(n^2-1)

      Ainoa nollasta eroava neliö mod 3 on 1, joten tämä on aina nolla.


      MOD 5
      n^5 10n^4 35n^3 50n^2 24n
      = n 24n
      = 0


      MOD 8
      n^5 10n^4 35n^3 50n^2 24n
      = n^5 2n^4 3n^3 2n^2
      = n^2 ( n^3 2n^2 3n 2 )

      Tästä nähdään, että jos n on parillinen, niin lauseke on 8:lla jaollinen koska n^2 on neljällä ja toinen tekijä on kakkosella, sillä siinä on parillisia plus n^3 3n, joka kahden parittoman summana on parillinen. Jos taas n on pariton, niin pitää siis osoittaa, että f(n) = n^3 2n^2 3n 2 on kasilla jaollinen. Tehdään tämä vaikka tutkimalla jokainen pariton jäännösluokka mod 8

      f(1) = 1 2 3 2 = 8 = 0
      f(3) = 27 2*9 9 2 = 3 2 1 2 = 0
      f(5) = f(-3) = -27 2 - 3*3 2 = -32 = 0
      f(7) = f(-1) = -1 2 - 3 2 = 0

      Kaikkihan nämä olisi voinut tehdä vain laskemalla kaikki jäännösluokat läpi, mutta tässä nyt tuli erilaisia metodeja.

      • Anonyymi

        Onnistuu myös ihan vaan supistamalla n:llä viiteen kertaan.

        Jos n = 0, lauseke on 0 ja jaollinen 120:llä.

        Jos n ei ole nolla, voidaan lausek jakaa n:llä. Saadaan

        n^4 10n^3 35n^2 50n 24

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 96:llä. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n^3 10n^2 35n 50

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 46:lla. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n^2 10n 35

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 11:lla. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n 10

        Nyt alkuosan (n) on oltava jaollinen 1:lla. Varmasti on kaikilla n:n arvoilla.

        Käytännössä onnistuu ihan päässä laskuna 24 50 35 10 1=120


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Onnistuu myös ihan vaan supistamalla n:llä viiteen kertaan.

        Jos n = 0, lauseke on 0 ja jaollinen 120:llä.

        Jos n ei ole nolla, voidaan lausek jakaa n:llä. Saadaan

        n^4 10n^3 35n^2 50n 24

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 96:llä. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n^3 10n^2 35n 50

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 46:lla. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n^2 10n 35

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 11:lla. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n 10

        Nyt alkuosan (n) on oltava jaollinen 1:lla. Varmasti on kaikilla n:n arvoilla.

        Käytännössä onnistuu ihan päässä laskuna 24 50 35 10 1=120

        En aivan nää kuinka tuo toimii. Eikös siinä pitäisi sanoa, että alkuosan on oltava esim. ensimmäisessä 96 (mod 120). Ja eihän sen välttämättä tarvitse olla sitäkään, nimittäin silloin kun n on jaollinen viidellä, on alkuosa 0 (mod 120).


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Onnistuu myös ihan vaan supistamalla n:llä viiteen kertaan.

        Jos n = 0, lauseke on 0 ja jaollinen 120:llä.

        Jos n ei ole nolla, voidaan lausek jakaa n:llä. Saadaan

        n^4 10n^3 35n^2 50n 24

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 96:llä. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n^3 10n^2 35n 50

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 46:lla. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n^2 10n 35

        Nyt alkuosan on oltava jaollinen 11:lla. Jaetaan se n:llä. Saadaan

        n 10

        Nyt alkuosan (n) on oltava jaollinen 1:lla. Varmasti on kaikilla n:n arvoilla.

        Käytännössä onnistuu ihan päässä laskuna 24 50 35 10 1=120

        Jos n on negatiivinen, tarkasteluun tulee pari kome haaraa lisää.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        En aivan nää kuinka tuo toimii. Eikös siinä pitäisi sanoa, että alkuosan on oltava esim. ensimmäisessä 96 (mod 120). Ja eihän sen välttämättä tarvitse olla sitäkään, nimittäin silloin kun n on jaollinen viidellä, on alkuosa 0 (mod 120).

        Olet oikeassa:. Pitää tietysti olla: "alkuosan on oltava esim. ensimmäisessä 96 (mod 120)."

        Pitää joskus katsoa Pyhtonilla, missä kaikissa tapauksissa virheellinen todistus toimii ja missä ei toimi.


    • Anonyymi

      Induktio

      • Anonyymi

        n∙(n 1)∙(n 2)∙(n 3)∙(n 4), tämä on 120, eli jaollinen 120:llä, kun n=1
        Väite: k∙(k 1)∙(k 2)∙(k 3)∙(k 4)=120*m
        Arvolla k 1 tulee: 120*m*(k 5)/k, joka on jaollinen 120:llä


    • Anonyymi

      Binomikerroin B(k,m) = k! / (m! (k-m)!) ja se on kokonaisluku.
      Lukusi on siis tuo N = n(n 1)(n 2)(n 3)(n 4) missä n >= 1. Merkitään k = n 4 jolloin N = (k-4)(k-3)(k-2)(k-1)k = k! / (k-5)! = 5! B(k.5).5! = 120 siis jakaa luvun N.

      • Anonyymi

        Toiseksi vimeisessä lauseessa p.o. :... 5! B(k,5).


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Toiseksi vimeisessä lauseessa p.o. :... 5! B(k,5).

        Kun jaollisuudesta ouhuttiin niin eipä tulleet heti mieleen negatiiviset kokonaisluvut.
        Jos n = jokin luvuista 0, -1,-2,-3,-4 niin N = 0 joten120 l N.
        Jos n <= - 5 niin n,n 1,n 2,n 3 ja n 4 ovat negatiivisia ja kun merkitään k=n 4 on k<= - 1.
        N = (k-4)(k-3)(k-2)(k-1)k = - (-k 4) (-k 3)(-k 2)(-k 1)(-k). Kun merkitään -k = m, on m>= 1
        ja N = -((m 4)(m 3)(m 2)(m 1)m) = - (m 4)!/(m-1)! = - 5!B(m 4,5) ja taas 5! jakaa luvun N.

        Esimerkki. n= -11. N = ( -7 - 4)*(-7-3)*(-7-2)*(-7-1)(-7) = - (7 4)(7 3)(7 2)(-7 1)(7) =
        - 11*10*9*8*7 = - 11!/6! = - 5! * B(11,5)) joten 5! = 120 jakaa luvun N eli 120 l N


    • Anonyymi

      120 = 2 * 4 * 3 * 5

      Koska lauseke on viiden peräkkäisen kokonaisluvun tulo, on varmaa, että (tasan) yksi tekijöistä on viidellä jaollinen, (ainakin) yksi tekijöistä on kolmella jaollinen, ja (ainakin) kaksi ovat parillisia. Peräkkäisistä parillisista luvuista toinen on myös väkisin jaollinen neljällä.

      Tämän mutkikkaampaa todistusta ei tehtävä vaadi.

    • Anonyymi

      Mulla tuli vähän samantapainen jaollisuustehtävä vastaan:
      5*3^(2n 1) 5*2^(n 2)= jaollinen luvulla 35.
      Ykkösen sijoittamalla tulee 175, jolloin 175/35=5.
      Pitäisi siis vielä saada todistettua, että sijoittamalla (k 1) pätee myös. Aika vaikea.

      • Anonyymi

        Koska 35=5*7 ja syt(5, 7)=1, niin riittää osoittaa että lauseke on niillä molemmilla jaollinen. Vitosellahan se on suoraan. Seiskaa varten voidaan 5 ottaa yhteiseksi tekijäksi ja koska se ei vaikuta seiskalla jaollisuuteen, niin pitää osoittaa että 3^(2n 1) 2^(n 2) on 0 mod 7.

        3^(2n 1) 2^(n 2)
        ≡ 3*(3^2)^n 4*2^n
        ≡ 3*9^n 4*2^n
        ≡ 3*2^n 4*2^n
        ≡ 7*2^n
        ≡ 0

        Avainaskelhan tässä on se, että 3^2 ≡ 9 ≡ 2 (mod 7).


      • Anonyymi

        Ol. 7 l (3^(2n 1) 2^(n 2) ) (7 jakaa tuon sulkeissa olevan luvun)
        n -> n 1
        3^(2n 3) 2^(n 3) = 3^2*3^(2n 1) 2*2^(n 2) = 7*3^(2n 1) 2*(3^(2n 1) 2^(n 2))
        Ja tämhän on jaollinen luvulla 7 induktio-oletuksen mukaan ja koska ensimmäisessä termissä on tekijänä 7.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Ol. 7 l (3^(2n 1) 2^(n 2) ) (7 jakaa tuon sulkeissa olevan luvun)
        n -> n 1
        3^(2n 3) 2^(n 3) = 3^2*3^(2n 1) 2*2^(n 2) = 7*3^(2n 1) 2*(3^(2n 1) 2^(n 2))
        Ja tämhän on jaollinen luvulla 7 induktio-oletuksen mukaan ja koska ensimmäisessä termissä on tekijänä 7.

        No, olisi pitänyt mainita induktiotodistuksen alussa että lause pätee arvolla n=1.Mutta senhän olit jo todennut.


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Arman Alizadin viesti puna-aktivisteille: "Pitäkää lärvinne nytkin kiinni"

      Arman Alizad kritisoi vasemmiston kaksinaismoralismia. Iranissa syntynyt suosikkijuontaja Arman Alizad pakeni perheensä
      Maailman menoa
      246
      4071
    2. Minja Koskela nostanut vasemmistoliiton kannatuksen ennätykseen

      Koskela valittiin puolueen johtoon lokakuussa 2024, ja silloin Ylen kysely antoi puolueelle 9,3 prosentin kannatuksen.
      Maailman menoa
      128
      2343
    3. Antti johtaa Petteriä jo 7,1 prosenttiyksiköllä

      Tällä menolla sdp menee kokoomuksesta kierroksella ohi jo tällä vaalikaudella. https://yle.fi/a/74-20213575
      Maailman menoa
      82
      2006
    4. Harmi nainen kun

      olet niin elähtäneen näköinen. Miestä et koskaan löydä itelles. j
      Ikävä
      141
      1491
    5. Hotelli kainuu

      Mietityttää, hotelli Kainuussa, se, että asiakkaat voivat valita ketä saa olla ja ketä ei, Illan aikana asiakkaina!
      Kuhmo
      39
      968
    6. Seuraavakin hallitus joutuu leikkaamaan

      Sitähän tämä hallitus nyt höpöttää, kun itse on ajanut tilanteen katastrofaaliseksi. Orpon hallitus lähti suurin puhein
      Maailman menoa
      129
      958
    7. Mistä kehon osasta

      Pidät minussa eniten?
      Ikävä
      77
      949
    8. Ovatko vastasyntyneet vauvat syntisiä?

      Se ihmisten keksimä järjetön perisynti, jos ovat!
      Luterilaisuus
      334
      881
    9. Pitäis vaan lopettaa

      Sinun kanssa yhteydenpito. Alkaa vaan haluamaan enemmän ja tuskin lopulta mikään kohtaisi. Ja ikävä vaan kasvaa ja lähei
      Ikävä
      8
      867
    10. J. Rinta-Joupilla jättimäinen veropetosvyyhti

      Seinäjoen keskustan kiinteismiljonäärit olleet jo pitkään ahtaalla ja liittykö J. Rinta-Jouppikin rintamaan? https://yl
      Seinäjoki
      62
      790
    Aihe