Перейти к содержанию

Номер 524 — ГДЗ по алгебре 7 класс, Макарычев

Условие · номер 524

Докажите, что при любом натуральном nn значение дроби является натуральным числом: а) 10n−19\dfrac{10^n-1}{9}; б) 10n+89\dfrac{10^n+8}{9}; в) 10n−43\dfrac{10^n-4}{3}.

Дано

  • а) 10n−19\dfrac{10^n-1}{9}
  • б) 10n+89\dfrac{10^n+8}{9}
  • в) 10n−43\dfrac{10^n-4}{3}
  • nn — натуральное число

Найти

доказать, что каждая дробь при любом натуральном n — натуральное число

Ключевое наблюдение: 10≡1(mod9)10\equiv1\pmod9 и 10≡1(mod3)10\equiv1\pmod3, поэтому 10n10^n всегда даёт остаток 1 при делении и на 9, и на 3 — это позволяет доказать делимость числителя без вычисления самой степени.

Задание учебника, раздел «Свойства степени и делимость чисел». Условие приведено выше дословно, всё остальное на странице — наш разбор.

Решение

а) доказываем делимость на 9

10n−110^n-1 — это число из nn девяток (99...9⏟n\underbrace{99...9}_{n}), так как 10n=100...0⏟n10^n=1\underbrace{00...0}_{n} и при вычитании 1 все нули превращаются в девятки. Сумма цифр такого числа делится на 9, значит оно делится на 9 нацело: 10n−19=11...1⏟n\dfrac{10^n-1}{9}=\underbrace{11...1}_{n} — целое число из nn единиц.

б) доказываем делимость на 9

10n+8=(10n−1)+910^n+8=(10^n-1)+9

Оба слагаемых делятся на 9 (первое — по пункту а), второе очевидно), значит и сумма делится на 9: 10n+89=11...1⏟n+1\dfrac{10^n+8}{9}=\underbrace{11...1}_{n}+1.

в) доказываем делимость на 3

10n−4=(10n−1)−310^n-4=(10^n-1)-3

Число 10n−110^n-1 делится на 9, а значит и на 3; вычитаемое 3 тоже делится на 3 — значит и вся разность делится на 3 нацело.

Проверяем на конкретном n=3

103−19=9999=111,103+89=10089=112,103−43=9963=332\dfrac{10^3-1}{9}=\dfrac{999}{9}=111,\quad\dfrac{10^3+8}{9}=\dfrac{1008}{9}=112,\quad\dfrac{10^3-4}{3}=\dfrac{996}{3}=332

Все три результата — целые натуральные числа, что подтверждает доказательство для конкретного случая.

Плитки цифр: число из трёх девяток 999 делится на 9 и даёт число из трёх единиц 111, рядом проверка для 1008 и 996
От n девяток к n единицам на примере n=3
Ответ

а) 11...1⏟n\underbrace{11...1}_{n}; б) 11...1⏟n−12\underbrace{11...1}_{n-1}2; в) 33...3⏟n−12\underbrace{33...3}_{n-1}2 — все три значения натуральные

Почему так

Проверка на n=1n=1: 99=1\dfrac{9}{9}=1, 189=2\dfrac{18}{9}=2, 63=2\dfrac{6}{3}=2 — все результаты натуральные, что согласуется с общим доказательством через остатки.

Где здесь ошибаются

Ошибка — пытаться доказать утверждение вычислением для одного конкретного n вместо общего доказательства через остатки, работающего для любого n.

Вторая ошибка — неверно определить, сколько девяток в числе 10n−110^n-1, перепутав их количество с n−1n-1 или n+1n+1.

Как проверить себя

Закройте разбор и решите задание заново на черновике: место, где застряли во второй раз, и есть непонятое правило. Свой шаг можно прислать в помощник — он объяснит именно этот переход.

Другое задание учебника разберём так же: назовите номер или пришлите фотографию страницы. Все разборы — на странице учебника.

Не сходится ответ?

Пришлите номер задания или фото страницы — ИИ разберёт решение по шагам

Разобрать задание

А можно не писать самому