Nootje 6

F(x) is een veelterm met gehele coëfficiënten en waarvan de coëfficiënt van de hoogste graads term 1 is. Bovendien neemt f(x) de waarde 5 aan voor 4 verschillende gehele getallen. Bewijs dat f(x) nooit de waarde 8 kan aannemen.

Antwoord

  • Neem g(x) = f(x) – 5.  Dan heeft g(x) 4 verschillende nulwaarden: a,b,c en d.
  • We kunnen dus schrijven dat g(x) = (x – a)(x – b)(x – c)(x – d)h(x) ofwel  f(x) = (x – a)(x – b)(x – c)(x – d)h(x) + 5. Hierbij is h(x) een veelterm met gehele coëfficiënten.
  • Veronderstel dat er toch een y zou bestaan zodat f(y) = 8, dan zou
    (y – a)(y – b)(y – c)(y – d)h(y) = 3.
  • De 5 factoren in het linkerlid zijn allen gehele getallen, waarvan de 4 eerste zeker al verschillend zijn. Omdat 3 = 1.3 of 3= (-1). (-3) kan je nooit 4 verschillende factoren hebben.
  • De waarde 8 kan dus nooit bereikt worden door f(x).

Opgave 27

Uit {1,2,…,n} worden 4 opeenvolgende even getallen verwijderd. De overgebleven getallen hebben een gemiddelde van 51+ 9/16. Bepaal alle viertallen opeenvolgende even getallen die hieraan voldoen.
Antwoord
  • Stel die 4 opeenvolgende getallen voor door 2k, 2k+2, 2k+4 en 2k+6.
  • De som van d eandere getallen is dan \frac{1}{2}n(n+1)-(8k+12) .
  • Het gemiddelde is dan \frac{\frac{1}{2}n(n+1)-(8k+12)}{n-4}=\frac{825} {16}.
  • Hieruit volgt dat 825(n-4)=8n(n+1)-16(8k+12).
  • 8 is een deler van het rechterlid en dus ook van het linkerlid. Bijgevolg bestaat er een geheel getal m waarvoor n-4=8m. Ingevuld in vorige vergelijking vinden we dan dat 825m=64m^2+72m-16k-4.
  • 4 deelt het rechterlid en dus ook het linkerlid, dus bestaat er een geheel getal l zodat m=4l. Invullen geeft dan 256l^2-753l=4k+1.
  • Nu is 2k+6\leq n=8m+4=32l+4. Bijgevolg is k\leq 16l-1 en dus ook 4k+1\leq 64l-3.
  • Uit vorige twee punten volgt dan dat 256l^2-753l\leq 64l-3 of

        \[256l^2-817l+3\leq 0\]

  • Enkel l=1,2,3 voldoen en omdat 4k+1=256l ^2-753l, zal uiteindelijk enkel l=3 een oplossing geven voor k, namelijk k=11.
  • De 4 gezochte getallen zijn dan 22, 24, 26 en 28.