證明如果一個正整數可以表示為 $6q+5$ 的形式,則它也可以表示為 $3q+2$ 的形式(其中 q 為某個整數),但反之不成立。


已知: 形如 $6q\ +\ 5$ 的正整數。


要證明: 我們需要證明如果一個正整數可以表示為 $6q\ +\ 5$ 的形式,則它也可以表示為 $3q\ +\ 2$ 的形式(其中 q 為某個整數),但反之不成立。



解答

設 $n\ =\ 6q\ +\ 5$,其中 q 為正整數。

我們知道任何正整數都可以表示為 $3k$,$3k\ +\ 1$,$3k\ +\ 2$ 的形式。

現在,


如果 $q\ =\ 3k$,則

$n\ =\ 6(3k)\ +\ 5$

$n\ =\ 18k\ +\ 5$

$n\ =\ 18k\ +\ 3\ +\ 2$

$n\ =\ 3(6k\ +\ 1)\ +\ 2$

$n\ =\ 3m\ +\ 2$

其中 $m\ =\ 6k\ +\ 1$ 且為整數。



如果 $q\ =\ (3k\ +\ 1)$

$n\ =\ 6(3k\ +\ 1)\ +\ 5$

$n\ =\ 18k\ +\ 6\ +\ 5$

$n\ =\ 18k\ +\ 9\ +\ 2$

$n\ =\ 3(6k\ +\ 3)\ +\ 2$

$n\ =\ 3m\ +\ 2$

其中 $m\ =\ 6k\ +\ 3$ 且為整數。



如果 $q\ =\ 3k\ +\ 2$

$n\ =\ 6(3k\ +\ 2)\ +\ 5$

$n\ =\ 18k\ +\ 12\ +\ 5$

$n\ =\ 3(6k\ +\ 5)\ +\ 2$

$n\ =\ 3m\ +\ 2$

其中 $m\ =\ 6k\ +\ 5$ 且為整數。

因此,如果一個正整數可以表示為 $6q\ +\ 5$ 的形式,則它也可以表示為 $3q\ +\ 2$ 的形式。

現在,設 $n\ =\ 3q\ +\ 2$,其中 q 為正整數。

我們知道任何正整數都可以表示為 $6q$,$6q\ +\ 2$,$6q\ +\ 3$,$6q\ +\ 4$,$6q\ +\ 5$ 的形式。



如果 $q\ =\ 6k$,

$n\ =\ 3q\ +\ 2$

$n\ =\ 3(6k)\ +\ 2$

$n\ =\ 18k\ +\ 2$

$n\ =\ 2(9k\ +\ 1)$

$n\ =\ 2m$

這裡我們可以清楚地看到 $3q\ +\ 2$ 不是 $6q\ +\ 5$ 的形式。

因此,可以得出結論,如果一個正整數可以表示為 $6q\ +\ 5$ 的形式,則它也可以表示為 $3q\ +\ 2$ 的形式,但反之不成立。

更新於: 2022年10月10日

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