Для доказательства того, что выражение 7⋅72n+2⋅4n7 \cdot 7^{2n} + 2 \cdot 4^n7⋅72n+2⋅4n всегда делится на 3 при nnn - натуральном числе, можно воспользоваться методом математической индукции.
351 делится на 3.
Предположение индукции:Предположим, что для произвольного натурального числа k, 7⋅72k+2⋅4k7 \cdot 7^{2k} + 2 \cdot 4^k7⋅72k+2⋅4k делится на 3.
Индукционный переход:Докажем, что выражение также делится на 3 при n=k+1n = k+1n=k+1:
7⋅72(k+1)+2⋅4k+1=7⋅72k+2+2⋅4⋅4k=7⋅72k⋅49+8⋅4k7 \cdot 7^{2(k+1)} + 2 \cdot 4^{k+1} = 7 \cdot 7^{2k+2} + 2 \cdot 4 \cdot 4^k = 7 \cdot 7^{2k} \cdot 49 + 8 \cdot 4^k7⋅72(k+1)+2⋅4k+1=7⋅72k+2+2⋅4⋅4k=7⋅72k⋅49+8⋅4k.
Так как по предположению индукции 7⋅72k+2⋅4k7 \cdot 7^{2k} + 2 \cdot 4^k7⋅72k+2⋅4k делится на 3, то можно записать:
7⋅72k+2⋅4k=3m7 \cdot 7^{2k} + 2 \cdot 4^k = 3m7⋅72k+2⋅4k=3m, где m - целое число.
Тогда выражение можно переписать:
7⋅72k⋅49+8⋅4k=3⋅49m+3⋅2⋅4k=3(49m+2⋅4k)7 \cdot 7^{2k} \cdot 49 + 8 \cdot 4^k = 3 \cdot 49m + 3 \cdot 2 \cdot 4^k = 3(49m + 2 \cdot 4^k)7⋅72k⋅49+8⋅4k=3⋅49m+3⋅2⋅4k=3(49m+2⋅4k).
Таким образом, получаем, что выражение при n=k+1n = k+1n=k+1 делится на 3.
Таким образом, мы доказали, что выражение 7⋅72n+2⋅4n7 \cdot 7^{2n} + 2 \cdot 4^n7⋅72n+2⋅4n всегда делится на 3 при nnn - натуральном числе.
Для доказательства того, что выражение 7⋅72n+2⋅4n7 \cdot 7^{2n} + 2 \cdot 4^n7⋅72n+2⋅4n всегда делится на 3 при nnn - натуральном числе, можно воспользоваться методом математической индукции.
База индукции:При n=1n = 1n=1:
7⋅72⋅1+2⋅41=7⋅49+2⋅4=343+8=3517 \cdot 7^{2 \cdot 1} + 2 \cdot 4^1 = 7 \cdot 49 + 2 \cdot 4 = 343 + 8 = 3517⋅72⋅1+2⋅41=7⋅49+2⋅4=343+8=351.
351 делится на 3.
Предположение индукции:
Предположим, что для произвольного натурального числа k, 7⋅72k+2⋅4k7 \cdot 7^{2k} + 2 \cdot 4^k7⋅72k+2⋅4k делится на 3.
Индукционный переход:
Докажем, что выражение также делится на 3 при n=k+1n = k+1n=k+1:
7⋅72(k+1)+2⋅4k+1=7⋅72k+2+2⋅4⋅4k=7⋅72k⋅49+8⋅4k7 \cdot 7^{2(k+1)} + 2 \cdot 4^{k+1} = 7 \cdot 7^{2k+2} + 2 \cdot 4 \cdot 4^k = 7 \cdot 7^{2k} \cdot 49 + 8 \cdot 4^k7⋅72(k+1)+2⋅4k+1=7⋅72k+2+2⋅4⋅4k=7⋅72k⋅49+8⋅4k.
Так как по предположению индукции 7⋅72k+2⋅4k7 \cdot 7^{2k} + 2 \cdot 4^k7⋅72k+2⋅4k делится на 3, то можно записать:
7⋅72k+2⋅4k=3m7 \cdot 7^{2k} + 2 \cdot 4^k = 3m7⋅72k+2⋅4k=3m, где m - целое число.
Тогда выражение можно переписать:
7⋅72k⋅49+8⋅4k=3⋅49m+3⋅2⋅4k=3(49m+2⋅4k)7 \cdot 7^{2k} \cdot 49 + 8 \cdot 4^k = 3 \cdot 49m + 3 \cdot 2 \cdot 4^k = 3(49m + 2 \cdot 4^k)7⋅72k⋅49+8⋅4k=3⋅49m+3⋅2⋅4k=3(49m+2⋅4k).
Таким образом, получаем, что выражение при n=k+1n = k+1n=k+1 делится на 3.
Таким образом, мы доказали, что выражение 7⋅72n+2⋅4n7 \cdot 7^{2n} + 2 \cdot 4^n7⋅72n+2⋅4n всегда делится на 3 при nnn - натуральном числе.