Vrijeme: 17:23

3.primjer

Dokaži da je broj čiji se zapis sastoji od 3^{2025} jedinica djeljiv brojem 3^{2025}.

Ovdje ćemo poopćiti traženu tvrdnju i pokazati da je broj koji se sastoji od 3^n jedinica djeljiv brojem 3^n. Ovo ćemo učiniti metodom indukcije.Možda te zanima kako smo ovdje primijetili da ćemo trebati indukciju?. Možda je malo neintuitivno što smo prešli s ovako konkretnog slučaja na opći slučaj, no motivacija za to bi nam bila igranje sa malim slučajevima. Znamo da je broj s 3 jedinice djeljiv 3, a po pravilu dijeljenja s 9, znamo da je broj s 9 jedinica djeljiv s 9. 3^{2025} je jako velik broj pa ići nešto direktno analizirati na njemu bi bilo jako zahtjevno. Zato nakon poigravanja s malim slučajevima i shavaćenjem da ne možemo baš operirati na ovako velikom broju, prebacujemo se na indukciju.

Za n=1 tvrdnja vrijedi, jer je 111=3\cdot37.

Pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za neki k \in N, tj. da je broj \underbrace{111...11}_{3^n znamenaka} djeljiv brojem 3^n

Pokažimo sad da je \underbrace{111...11}_{3^{n+1} znamenaka} djeljiv s 3^{n+1}

Vidimo da ovaj broj možemo napisati kao \underbrace{111...11}_{3^{n+1} znamenaka}=\underbrace{111...11}_{3^n znamenaka}\cdot 1\underbrace{00...01}_{3^n}\underbrace{00...01}_{3^n}

Prvi broj koji dijeli ovaj umnožak je po našoj pretpostavci djeljiv brojem 3^n, a drugi faktor ovog umnoška je djeljiv brojem 3. Iz toga slijedi da smo dokazali ono što smo htjeli.

Izvedba koraka je isto možda malo neintuitivna, ali znamo da ako želimo pokazati da za broj s 3^{n+1} jedinica vrijedi to svojstvo, moramo ga prikazati kao umnožak broja s 3^n jedinica i nečega što se nadamo da je djeljivo s 3. Ideju kako bi trebao izgledati taj drugi broj možeš dobiti tako da opet pogledaš slučaj broja s 9 jedinica i pokušaš ga podijeliti s brojem koji ima 3 jedinice (malo naporno znam, ali zato na natjecanju imate 3-4 sata).

Tako sad možemo reći da je uistinu broj koji ima 3^{2025} jedinica djeljiv s brojem 3^{2025}.

Upiši za rješenje 4.