證明任何奇正整數的平方都可以表示為 8q+1 的形式,其中 q 為整數。
已知:命題“奇正整數的平方可以表示為 8q + 1 的形式,其中 q 為整數”。
證明:我們需要證明上述命題。
解答
設 'a' 為任意正整數。
根據歐幾里德除法定理
a = bq + r,其中 0 ≤ r < b。
這裡,b = 8。則
a = 8q + r,其中 0 ≤ r < 8。
但根據題意,我們需要考慮奇正整數的平方,則 r = 1, 3, 5, 7。
取 r = 1
a = 8q + 1
兩邊平方:
a² = (8q + 1)²
a² = 64q² + 16q + 1
a² = 8(8q² + 2q) + 1
a² = 8m + 1
其中,m = 8q² + 2q。
取 r = 3,
a = 8q + 3
兩邊平方:
a² = (8q + 3)²
a² = 64q² + 48q + 9
a² = 64q² + 48q + 8 + 1
a² = 8(8q² + 6q + 1) + 1
a² = 8m + 1
其中,m = 8q² + 6q + 1
取 r = 5,
a = (8q + 5)
兩邊平方:
a² = 64q² + 80q + 25
a² = 64q² + 80q + 24 + 1
a² = 8(8q² + 10q + 3) + 1
a² = 8m + 1
其中,m = 8q² + 10q + 3
取 r = 7,
a = 8q + 7
兩邊平方:
a² = (8q + 7)²
a² = 64q² + 112q + 49
a² = 64q + 112q + 48 + 1
a = 8(8q + 14q + 6) + 1
a² = 8m + 1
其中,m = 8q + 14q + 6
因此,任何奇正整數的平方都可以表示為 8q + 1 的形式。