Zadanie

Vedúci išli na nákupy. V Kópe predávajú šošovicu balenú po \(p^2 - 1\) zrnkách, kde \(p\geq 5\) je prvočíšlo. Dokážte, že \(24\) vedúcich ši vie špravodlivo1 rozdeliť šošovicu bez ohľadu na to, ktoré balenie kúpia.


  1. T. j. každý vedúci doštane rovnako veľa zrniek šošovice.↩︎

Vzorové riešenie tejto úlohy si môžeš pozrieť aj ako video na našom YouTube kanáli https://www.youtube.com/KorMatSem.

Ako prvé si môžeme všimnúť, že \(p^2 - 1\) je rozdiel štvorcov, a teda si to vieme upraviť na \((p - 1) \cdot (p + 1)\). Teda nám stačí ukázať, že \(24 \mid (p - 1) \cdot (p + 1)\). Vieme, že číslo je deliteľné \(24\) práve vtedy, ak je deliteľné \(3\) a \(8\), keďže \(3 \cdot 8 = 24\) a zároveň \(3\) a \(8\) sú nesúdeliteľné.

Môžeme si všimnúť, že \(p - 1\) , \(p\) , \(p + 1\) sú tri po sebe idúce čísla, a teda práve jedno z nich bude deliteľné \(3\). Keďže \(p\) je prvočíslo (\(p\geq 5\)), tak nemôže byť deliteľné \(3\), teda buď \(p - 1\) alebo \(p + 1\) je deliteľné \(3\). Takže sme ukázali, že \(3 \mid (p - 1) \cdot (p + 1)\).

Zároveň si môžeme všimnúť, že \(p - 1\) a \(p + 1\) sú obidve párne čísla, keďže všetky prvočísla (\(p\geq 5\)) sú nepárne. Tu sa môžeme zamyslieť a skúsiť si k pôvodnej trojici čísiel pripísať ďalšie v rade, teda dostaneme \(p - 1\), \(p\), \(p + 1\), \(p + 2\). Teraz máme \(4\) po sebe idúce čísla, z ktorých práve jedno je deliteľné 4. Vieme, že \(p\) a \(p + 2\) sú nepárne, teda buď \(p - 1\) alebo \(p + 1\) je deliteľné \(4\) a druhé z nich je deliteľné \(2\). Takže sme ukázali, že \(8 \mid (p - 1) \cdot (p + 1)\).

Z čoho, podľa našej prvej úvahy, vyplýva, že \(24 \mid (p - 1) \cdot (p + 1)\), a teda \(24 \mid p^2 - 1\).

Diskusia

Tu môžte voľne diskutovať o riešení, deliť sa o svoje kusy kódu a podobne.

Pre pridávanie komentárov sa musíš prihlásiť.