问题
解答题
已知多项式f(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
=01 30
f(2)=
×25+1 5
×24+1 2
×23-1 3
×2 =171 30
(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)=
k5+1 5
k4+1 2
k3-1 3
k是整数,则当n=k+1时,f(k+1)=1 30
(k+1)5+1 5
(k+1)4+1 2
(k+1)3-1 3
(k+1)=1 30
+
k5+C 05
k4+C 15
k3+C 25
k2+C 35
k+C 45 C 55 5
+
k4+C 04
k3+C 14
k2+C 24
k+C 14 C 44 2
-
k3+C 03
k2+C 13
k+C 23 C 33 3
(k+1)1 30
=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)=
(-m)5+1 5
(-m)4+1 2
(-m)3-1 3
(-m)=-1 30
m5+1 5
m4-1 2
m3+1 3
m=-f(m)+m4是整数.1 30
综上,对一切整数n,f(n)一定是整数.…(10分)