Tag archieven: problem solving
Opgave 31
Het getal kan geschreven worden als som van twee kwadraten van positieve gehele getallen. Geef zo een schrijfwijze.
Antwoord
- We zouden de vraag algemener kunnen stellen: schrijf als som van twee kwadraten.
- Het is gemakkelijk aan te tonen dat dit product gelijk is aan of .
- Zo vinden we dat .
- Je kan de oplossing ook vinden door gebruik te maken van complexe getallen.
- Zo is het kwadraat van de modulus van .
- Omdat de modulus van een product gelijk is aan het product van de moduli is het kwadraat van de modulus van o.a. . Zo bekom je hetzelfde resultaat.
Opgave 30
Plaats de eerste 20 getallen op een cirkel. S is de som van ( de positief getelde ) verschillen van twee aanliggende getallen. Wat zijn de minimum en maximum waarden voor S?
Antwoord
- Proberen we eens uit met 4 getallen en noteer een schikking op de cirkel door bijvoorbeeld ( 1,3,2,4). De waarde van S is dan (3-1)+(3-2)+(4-2)+(4-1)=8.
- Als we de schikking (1,2,3,…,20) gebruiken, dan is het positief getelde verschil va twee buren altijd 1 behalve bij de buren 1 en 20. Dus s=19.1+19=38. Dit is duidelijk de minimumwaarde.
- Noteer de getallen door . Dan is elk verschil van de vorm .
- Bijgevolg is met en waarvan de som van alle gelijk is aan 0.
- Dan wordt S gemaximaliseerd door en en dan is .
- Dit kan je effectief verkrijgen door volgende schikking: (1,20,2,19,3,18,…,10,11).
Nootje 17
Zoek a zodat en dezelfde oplossingen hebben.
Antwoord
- Als x positief is wordt de eerste vergelijking . De oplossingen hiervan zijn 1 en 2.
- Als x negatief is wordt de eerste vergelijking . De oplossingen hiervan zijn – 1 en – 2.
- Een veeltermvergelijking met oplossingen 1,2,-1,-2 is van de vorm of .
- Uitgewerkt geeft dit , zodat .
Toepassingen op stelling van Fermat
Nog even in herinnering brengen, de kleine stelling van Fermat luidt: Als p een priemgetal is Ena en p onderling ondeelbaar zijn dan is
of
Nu een paar toepassingen:
- is altijd deelbaar door 2730. Bewijs.
Spoiler
- ]We weten dat 2730 = 2.3.5.7.13. Te bewijzen is dan dat .
- Het volstaat dus te bewijzen dat de opgave deelbaar is door de priemfactoren 2,3,5,7,13.
- En inderdaad en 13 met behulp van de stelling van Fermat
- is een p-voud als p priem is. Bewijs.
Spoiler
- Modulo p is en
- Dus is .
- is steeds deelbaar door 1946. Bewijs dit en volgende opgaven zelf!
- is nooit deelbaar door 112. Tip : vul alle waarden van n in modulo 7.
- Als n oneven is, dan eindigt de decimale schrijfwijze van steeds op 28.
- Voor welke n is een drievoud?