问题 解答题

已知1996个自然数a1,a2,…a1996两数的和能被它们的差整除,现设n=a1•a2•a3•…•a1996

求证:n,n+a1,n+a2,…,n+a1996这1997个数仍满足上述条件.

答案

证明:由于自然数是有序的,因此我可以把他们排列从小到大,不妨设a1<a2<a3…<a1996

①证明a1,a2…a1996任取3个,一定有一个是偶数.

假设任取三个ai,aj,ak,它们全部都是奇数,那么他们可以表示成

ai=a,aj=a+2b,ak=a+2c,

其中a,b,c为正整数,且a为奇数,b<c,我这样做因为他们肯定相隔偶数.

由已知

aj-ai|ai+aj

ak-ai|ai+ak

ak-aj|aj+ak

得到

b|a+b,即b|a,

c|a+c,即c|a,

故c-b|a+b+c,

因此b,c都是奇数,那么a+b+c是3个奇数相加,因此也是奇数,

然而c-b是两个奇数相减,因此是偶数,那么不可能一个偶数c-b能除尽奇数a+b+c,因此得到矛盾,所以不可能都是奇数.

②从a1,…a1996任取两个ai,aj,其中ai<aj,下面证明aj-ai|n.

由aj-ai|ai+aj,可得aj-ai|(ai+aj2=ai2+2aiaj+aj2=(aj-ai2+4aiaj

由于aj-ai|(aj-ai2所以aj-ai|4aiaj

在①里面,可见任何3个数中,必有一个是奇数,因此a1,a2,…a1996至少有2个偶数不等于ai,aj

因此,显然4aiaj|n,所以aj-ai|n

③从n,n+a1,n+a2,…n+a1996任取两个n+ai,n+aj,其中ai<aj

他们两个之差=aj-ai

之和=2n+ai+aj

因为

aj-ai|n(②中证明的) 和 aj-ai|ai+aj(已知条件)

所以aj-ai|2n+ai+aj

这样证明了任取两个数属于{n,n+a1,n+a2…n+a1996},他们之和能被他们之差整除.

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