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

607

    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. Eläkeläiset siirrettävä muuttotappioalueille

      Joutoväki pois ruuhkauttamasta elättäjien arkea. Samalla putoaa jokaisen asumiskulut ja rahaa jää enemmän kuluttamiseen.
      Maailman menoa
      475
      3562
    2. Petteri Orpo on satusetä

      Väittää että työllisyys on Suomessa samalla tasolla kuin hallituksen aloittaessa kesällä 2023. Fakta on, että työllisi
      Maailman menoa
      36
      2940
    3. Kauppalehti - Törkeä skandaali paljastui: Espanja käytti EU-rahoja ihan muuhun kuin piti

      Espanja on käyttänyt miljardeja euroja EU:n elpymisavustuksia eläkkeisiin ja sosiaalimenoihin – ja pyytää lisää. Espanj
      Maailman menoa
      87
      2866
    4. SDP pelastaa uppoavan Suomen

      2027 kun SDP voittaa ylivoimaisesti vaalit alkaa Suomen uusi raju syöksy kohti täystyöllisyyttä ja turvallisempaa yhteis
      Maailman menoa
      149
      2756
    5. Jopa Espanjassa talous kasvaa, Purra vain irvistelee

      Huomaa kuinka Purra on Suomen historian huonoin miniseteri, joka ei ole saanut aikaiseksi kuin tuhoa, Siis jopa vasemmis
      Maailman menoa
      201
      2075
    6. Mitä haluaisit sanoa hänelle tänään?

      Kerro tähän viestisi. 🍭🍡🍦
      Ikävä
      162
      2073
    7. Orpo ja Purra, käykää hakemassa oppia Espanjasta

      Espanja on näyttänyt kuinka kova työttömyys nujerretaan ja saadaan maan talous palautettua nousu-uralle. Ei ole häpeä kä
      Maailman menoa
      14
      1934
    8. Minkä ikäinen

      on kaipaamasi ihminen? Minä vuonna syntynyt?
      Ikävä
      99
      1784
    9. Jääkiekon MM:t pitää siirtää MTV:ltä Ylelle

      Persuille ikäviä uutisia taas. . Valtioneuvoston asetuksen mukaan MM-kisat kuuluvat kansallisesti merkittäviin tapahtumi
      Maailman menoa
      50
      1559
    10. Tsemii Pete ja Linda! Tässä tärkeät kellonajat Euroviisut-viikon ohjelmista tv:ssä!

      Euroviisut järjestetään Wienissä Itävallassa 12.-16. toukokuuta. Tsemii Pete ja Linda kisaan! Vetäkää Suomelle voitto Li
      Euroviisut
      36
      1500
    Aihe