证明:数9的8n+4次方-7的8n+4次方对于任何自然数n都能被20整除

问题描述:

证明:数9的8n+4次方-7的8n+4次方对于任何自然数n都能被20整除

只要证明该式既能被4整除,也能被5整除即可。
对于任意自然数n,:
9^(8n+4) -7^(8n+4) )mod 4 = (1^(8n+4) - (-1)^(8n+4)) mod 4 = 0
所以该式能被4整除
9^(8n+4) -7^(8n+4) )mod 5 = ( (-1)^(8n+4) - 2^(8n+4)) mod 5
=( 1 - 16^(2n+1))mod 5
= (1 - 1^(2n+1))mod5 = 0
所以该式能被5整除
综上,4与5没有公约数,因此该式能被4和5的最小公倍数20整除
mod 表示余数操作, ^表示幂

证明:数学归纳法
N=1时,9的8n+4次方-7的8n+4次方可以被20整除;
设N=k时,9的8n+4次方-7的8n+4次方可以被20整除;
则当N=k+1时,9的8(k+1)+4次方-7的8(k+1)+4次方=9^(8(k+1)+4)-7^(8(k+1)+4)=9^(8k+4)*9^8-7^(8k+4)*9^8+7^(8k+4)*9^8-7^(8k+4)*7^8=(9^(8k+4)-7^(8k+4))*9^8+7^(8k+4)*(9^8-7^8)
此式第一项由归纳法假设可知,它可被20整除,后一项(9^8-7^8)=37281920是20的倍数,所以该式可被20整除.