Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Gebruikersavatar
Phys
Artikelen: 0
Berichten: 7.556
Lid geworden op: za 23 sep 2006, 19:43

Schrijf som als product

Zij
\(n\geq 2\)
een geheel getal. Toon aan dat
\(2^{2^{n+1}}+2^{2^n}+1\)
een product is van drie gehele positieve getallen groter dan 1.

[bedoeling van topic: ik ken de oplossing, zie het als een 'raadsel'. Als je een bewijs weet, zet het a.u.b. even tussen [hide ]-tags zodat liefhebbers nog zelf kunnen proberen]
Never express yourself more clearly than you think.

- Niels Bohr -
dirkwb
Artikelen: 0
Berichten: 4.246
Lid geworden op: wo 21 mar 2007, 20:11

Re: Schrijf som als product

We hebben toch het raadsel-topic en de wiskundige uitdagingen topic? Waarom niet daarheen verplaatsen Phys?
Quitters never win and winners never quit.
Gebruikersavatar
Phys
Artikelen: 0
Berichten: 7.556
Lid geworden op: za 23 sep 2006, 19:43

Re: Schrijf som als product

Het zou op zich wel in het raadseltopic kunnen. Aan de andere kant denk ik bij een raadsel meer aan een verhaaltje met een open vraag, niet "toon aan dat...".
Never express yourself more clearly than you think.

- Niels Bohr -
PeterPan
Artikelen: 0

Re: Schrijf som als product

Verborgen inhoud
;)

Verborgen inhoud


Zeg
\(n=m+2\)
met
\(m\ge 0\)
,

en
\(q = 2^{2^n}\)
.

We onderzoeken of
\(Q = q^2+q+1 = \frac{q^3-1}{q-1}\)
drie echte delers heeft.
\(2 \equiv -1 \mod 3\)
Dan is
\(Q \equiv (-1)^{\mbox{even}} + (-1)^{\mbox{even}} + 1 \equiv 0 \mod 3\)
3 deelt dus
\(Q\)
.
\(q^3-1 = 2^{12\cdot 2^m}-1 \equiv 0 \mod r\)
met
\(r=7,13\)
,

want (stelling van Euler)
\(2^6 \equiv 1 \mod 7\)
en
\(2^{12} \equiv 1 \mod 13\)
en
\(2^2 \not\equiv 1 \mod 7\)
en
\(2^4 \not \equiv 1 \mod 13\)
,

zodat ook
\(q\not \equiv 1 \mod 7,13\)
.

Dus zijn ook 7 en 13 delers van
\(Q\)
Strikt genomen hadden we aan 3 en 7 voldoende.


Gebruikersavatar
Phys
Artikelen: 0
Berichten: 7.556
Lid geworden op: za 23 sep 2006, 19:43

Re: Schrijf som als product

Een constructief (en eenvoudig) bewijs:

Verborgen inhoud
Merk op dat
\(2^{2^{n+1}}=\left(2^{2^{n-1}}\right)^4\)
en
\(2^{2^{n}}=\left(2^{2^{n-1}}\right)^2\)
.

Tweemaal toepassen van de identiteit
\(a^4+a^2+1=(a^2-a+1)(a^2+a+1)\)
levert:
\(2^{2^{n+1}}+ 2^{2^{n}}+1=\left(2^{2^{n-1}}\right)^4+\left(2^{2^{n-1}}\right)^2+1\)
\(=\left(\left(2^{2^{n-1}}\right)^2-\left(2^{2^{n-1}}\right)+1\right)\left(\left(2^{2^{n-1}}\right)^2+\left(2^{2^{n-1}}\right)+1\right)\)
\(=\left(2^{2^n}-2^{2^{n-1}}+1\right)\left(\left(2^{2^{n-2}}\right)^4+\left(2^{2^{n-2}}\right)^2+1\right)\)
\(=\left(2^{2^n}-2^{2^{n-1}}+1\right)\left(2^{2^{n-1}}-2^{2^{n-2}+1\right)\left(2^{2^{n-1}}+2^{2^{n-2}}+1\right)\)
Voor
\(n\geq 2\)
staat hier een product van drie gehele getallen >1.


@PP: Vanwaar de ;) ? Mijn factoren voor het geval n=2 komen overeen met die van jou: 13, 7, 3. Klopt jouw bewijs ook voor n>2?
Never express yourself more clearly than you think.

- Niels Bohr -
PeterPan
Artikelen: 0

Re: Schrijf som als product

Ja, mijn bewijs geldt voor alle
\(n\ge 2\)
Die ;) gold voor een ieder die de verleiding niet kan weerstaan om op de verborgen inhoud te klikken.

Nogmaals:

Verborgen inhoud
Zeg
\(n=m+2\)
met
\(m\ge 0\)
,

en
\(q = 2^{2^n}\)
.

We onderzoeken of
\(Q = q^2+q+1 = \frac{q^3-1}{q-1}\)
drie echte delers heeft.
\(2 \equiv -1 \mod 3\)
Dan is
\(Q \equiv (-1)^{\mbox{even}} + (-1)^{\mbox{even}} + 1 \equiv 0 \mod 3\)
3 deelt dus
\(Q\)
.
\(q^3-1 = 2^{12\cdot 2^m}-1 \equiv 0 \mod r\)
met
\(r=7,13\)
,

want (kleine stelling van Fermat)
\(2^6 \equiv 1 \mod 7\)
en
\(2^{12} \equiv 1 \mod 13\)
en
\(2^2 \not\equiv 1 \mod 7\)
en
\(2^4 \not \equiv 1 \mod 13\)
,

zodat ook
\(q\not \equiv 1 \mod 7,13\)
.

Dus zijn ook 7 en 13 delers van
\(Q\)
Strikt genomen hadden we aan 3 en 7 voldoende.

Terug naar “Wiskunde”