證明任何正整數的平方不可能是任何整數m的6m+2或6m+5的形式。


已知:

“任何正整數的平方不可能是任何正整數m的6m+2或6m+5的形式”。

需要證明:

我們需要證明上述陳述。

解答

根據歐幾里得除法引理:

如果a和b是兩個正整數;

  • a = bq + r,其中0 ≤ r < b。

如果b = 6,則:

  • a = 6q + r,其中0 ≤ r < 6。
  • 所以,r = 0, 1, 2, 3, 4, 5

當r = 0時

a = 6q

兩邊平方,我們得到:

a² = (6q)²

a² = 36q²

a² = 6(6q²)

a² = 6m,其中m = 6q²

當r = 1時

a = 6q + 1

兩邊平方,我們得到:

a² = (6q + 1)²

a² = 36q² + 12q + 1

a² = 6(6q² + 2q) + 1

a² = 6m + 1,其中m = 6q² + 2q

當r = 2時

a = 6q + 2

兩邊平方,我們得到:

a² = (6q + 2)²

a² = 36q² + 24q + 4

a² = 6(6q² + 4q) + 4

a² = 6m + 4,其中m = 6q² + 4q

當r = 3時

a = 6q + 3

兩邊平方,我們得到:

a² = (6q + 3)²

a² = 36q² + 36q + 9

a² = 36q² + 36q + 6 + 3

a² = 6(6q² + 6q + 1) + 3

a² = 6m + 3,其中m = 6q² + 6q + 1

當r = 4時

a = 6q + 4

兩邊平方,我們得到:

a² = (6q + 4)²

a² = 36q² + 48q + 16

a² = 36q² + 48q + 12 + 4

a² = 6(6q² + 8q + 2) + 4

a² = 6m + 4,其中m = 6q² + 8q + 2

當r = 5時

a = 6q + 5

兩邊平方,我們得到:

a² = (6q + 5)²

a² = 36q² + 60q + 25

a² = 36q² + 60q + 24 + 1

a² = 6(6q² + 10q + 4) + 1

a² = 6m + 1,其中m = 6q² + 10q + 4

因此,任何正整數的平方不可能是任何正整數m的6m+2或6m+5的形式。

更新於:2022年10月10日

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