问题 解答题
已知多项式f(n)=
1
5
n5+
1
2
n4+
1
3
n3-
1
30
n

(Ⅰ)求f(-1)及f(2)的值;
(Ⅱ)试探求对一切整数n,f(n)是否一定是整数?并证明你的结论.
答案

(Ⅰ)f(-1)=-

1
5
+
1
2
-
1
3
+
1
30
=0

f(2)=

1
5
×25+
1
2
×24+
1
3
×23-
1
30
×2 =17

(Ⅱ)(1)先用数学归纳法证明:对一切正整数n,f(n)是整数.

①当n=1时,f(1)=1,结论成立.

②假设当n=k(k≥1,k∈N)时,结论成立,即f(k)=

1
5
k5+
1
2
k4+
1
3
k3-
1
30
k是整数,则当n=k+1时,f(k+1)=
1
5
(k+1)5+
1
2
(k+1)4+
1
3
(k+1)3-
1
30
(k+1)
=
C05
k5+
C15
k4+
C25
k3+
C35
k2+
C45
k+
C55
5
+
C04
k4+
C14
k3+
C24
k2+
C14
k+
C44
2
+
C03
k3+
C13
k2+
C23
k+
C33
3
-
1
30
(k+1)

=f(k)+k4+4k3+6k2+4k+1

根据假设f(k)是整数,而k4+4k3+6k2+4k+1显然是整数.

∴f(k+1)是整数,从而当n=k+1时,结论也成立.

由①、②可知对对一切正整数n,f(n)是整数.…(7分)

(2)当n=0时,f(0)=0是整数.…(8分)

(3)当n为负整数时,令n=-m,则m是正整数,由(1)f(m)是整数,

所以f(n)=f(-m)=

1
5
(-m)5+
1
2
(-m)4+
1
3
(-m)3-
1
30
(-m)=-
1
5
m5+
1
2
m4-
1
3
m3+
1
30
m
=-f(m)+m4是整数.

综上,对一切整数n,f(n)一定是整数.…(10分)

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