Глава IV. Дополнительные упражнения. К параграфу 9 (окончание). К параграфу 10 — с. 162
792. Докажите, что: а) сумма трёх последовательных степеней числа 2 с натуральными показателями делится на 14; б) сумма двух последовательных степеней числа 5 с натуральными показателями делится на 30.
а) Пусть показатели n, n + 1, n + 2, где n — натуральное. 2^n + 2^(n+1) + 2^(n+2) = 2^n(1 + 2 + 4) = 7·2^n = 14·2^(n−1). Так как n ≥ 1, число 2^(n−1) целое, и сумма делится на 14.
б) 5^n + 5^(n+1) = 5^n(1 + 5) = 6·5^n = 30·5^(n−1), где n ≥ 1. Сумма делится на 30.
б) 5^n + 5^(n+1) = 5^n(1 + 5) = 6·5^n = 30·5^(n−1), где n ≥ 1. Сумма делится на 30.
793. Докажите, что выражение тождественно равно некоторому двучлену: а) (x + y)(x² − xy + y²); б) (x − y)(x² + xy + y²); в) (a + b)(a³ − a²b + ab² − b³); г) (a − b)(a³ + a²b + ab² + b³).
а) x³ − x²y + xy² + x²y − xy² + y³ = x³ + y³.
б) x³ + x²y + xy² − x²y − xy² − y³ = x³ − y³.
в) a^4 − a³b + a²b² − ab³ + a³b − a²b² + ab³ − b^4 = a^4 − b^4.
г) a^4 + a³b + a²b² + ab³ − a³b − a²b² − ab³ − b^4 = a^4 − b^4.
б) x³ + x²y + xy² − x²y − xy² − y³ = x³ − y³.
в) a^4 − a³b + a²b² − ab³ + a³b − a²b² + ab³ − b^4 = a^4 − b^4.
г) a^4 + a³b + a²b² + ab³ − a³b − a²b² − ab³ − b^4 = a^4 − b^4.
794. Упростите: а) (a² − 7)(a + 2) − (2a − 1)(a − 14); б) (2 − b)(1 + 2b) + (1 + b)(b³ − 3b); в) 2x² − (x − 2y)(2x + y); г) (m − 3n)(m + 2n) − m(m − n); д) (a − 2b)(b + 4a) − 7b(a + b); е) (p − q)(p + 3q) − (p² + 3q²).
а) (a³ + 2a² − 7a − 14) − (2a² − 29a + 14) = a³ + 22a − 28.
б) (2 + 3b − 2b²) + (b^4 + b³ − 3b² − 3b) = b^4 + b³ − 5b² + 2.
в) 2x² − (2x² + xy − 4xy − 2y²) = 2x² − 2x² + 3xy + 2y² = 3xy + 2y².
г) m² − mn − 6n² − m² + mn = −6n².
д) ab + 4a² − 2b² − 8ab − 7ab − 7b² = 4a² − 14ab − 9b².
е) p² + 2pq − 3q² − p² − 3q² = 2pq − 6q².
б) (2 + 3b − 2b²) + (b^4 + b³ − 3b² − 3b) = b^4 + b³ − 5b² + 2.
в) 2x² − (2x² + xy − 4xy − 2y²) = 2x² − 2x² + 3xy + 2y² = 3xy + 2y².
г) m² − mn − 6n² − m² + mn = −6n².
д) ab + 4a² − 2b² − 8ab − 7ab − 7b² = 4a² − 14ab − 9b².
е) p² + 2pq − 3q² − p² − 3q² = 2pq − 6q².
795. Докажите, что выражение (y + 8)(y − 7) − 4(0,25y − 16) при любом значении y принимает положительные значения.
(y + 8)(y − 7) − 4(0,25y − 16) = y² + y − 56 − y + 64 = y² + 8. Так как y² ≥ 0, то y² + 8 ≥ 8 > 0.
796. Докажите, что значение выражения: а) (3^5 − 3^4)(3³ + 3²) делится на 24; б) (2^10 + 2^8)(2^5 − 2³) делится на 60; в) (16³ − 8³)(4³ + 2³) делится на 63; г) (125² + 25²)(5² − 1) делится на 39.
а) 3^4(3 − 1)·3²(3 + 1) = 3^4·2·3²·4 = 8·3^6 = 24·3^5.
б) 2^8(4 + 1)·2³(4 − 1) = 2^8·5·2³·3 = 15·2^11 = 60·2^9.
в) 16³ = 2^12, 8³ = 2^9, 4³ = 2^6, 2³ = 2³: (2^12 − 2^9)(2^6 + 2³) = 2^9·7·2³·9 = 63·2^12.
г) 125² = 5^6, 25² = 5^4: (5^6 + 5^4)·24 = 5^4·26·24 = 5^4·624 = 39·(16·5^4), так как 624 = 39·16.
б) 2^8(4 + 1)·2³(4 − 1) = 2^8·5·2³·3 = 15·2^11 = 60·2^9.
в) 16³ = 2^12, 8³ = 2^9, 4³ = 2^6, 2³ = 2³: (2^12 − 2^9)(2^6 + 2³) = 2^9·7·2³·9 = 63·2^12.
г) 125² = 5^6, 25² = 5^4: (5^6 + 5^4)·24 = 5^4·26·24 = 5^4·624 = 39·(16·5^4), так как 624 = 39·16.
797. Упростите выражение и найдите его значение при указанных значениях переменных: а) 126y³ + (x − 5y)(x² + 25y² + 5xy) при x = −3, y = −2; б) m³ + n³ − (m² − 2mn − n²)(m − n) при m = −3, n = 4.
а) (x − 5y)(x² + 5xy + 25y²) = x³ + 5x²y + 25xy² − 5x²y − 25xy² − 125y³ = x³ − 125y³. Тогда выражение равно 126y³ + x³ − 125y³ = x³ + y³. При x = −3, y = −2: −27 − 8 = −35.
б) (m² − 2mn − n²)(m − n) = m³ − m²n − 2m²n + 2mn² − mn² + n³ = m³ − 3m²n + mn² + n³. Тогда выражение равно m³ + n³ − m³ + 3m²n − mn² − n³ = 3m²n − mn². При m = −3, n = 4: 3·9·4 − (−3)·16 = 108 + 48 = 156.
Ответ: а) −35; б) 156.
б) (m² − 2mn − n²)(m − n) = m³ − m²n − 2m²n + 2mn² − mn² + n³ = m³ − 3m²n + mn² + n³. Тогда выражение равно m³ + n³ − m³ + 3m²n − mn² − n³ = 3m²n − mn². При m = −3, n = 4: 3·9·4 − (−3)·16 = 108 + 48 = 156.
Ответ: а) −35; б) 156.
798. Докажите, что значение выражения не зависит от значения переменной: а) (a − 3)(a² − 8a + 5) − (a − 8)(a² − 3a + 5); б) (x² − 3x + 2)(2x + 5) − (2x² + 7x + 17)(x − 4); в) (b² + 4b − 5)(b − 2) + (3 − b)(b² + 5b + 2).
а) (a − 3)(a² − 8a + 5) = a³ − 11a² + 29a − 15; (a − 8)(a² − 3a + 5) = a³ − 11a² + 29a − 40. Разность равна −15 + 40 = 25.
б) (x² − 3x + 2)(2x + 5) = 2x³ − x² − 11x + 10; (2x² + 7x + 17)(x − 4) = 2x³ − x² − 11x − 68. Разность равна 10 + 68 = 78.
в) (b² + 4b − 5)(b − 2) = b³ + 2b² − 13b + 10; (3 − b)(b² + 5b + 2) = −b³ − 2b² + 13b + 6. Сумма равна 10 + 6 = 16.
Во всех случаях получилось число, переменной в нём нет.
б) (x² − 3x + 2)(2x + 5) = 2x³ − x² − 11x + 10; (2x² + 7x + 17)(x − 4) = 2x³ − x² − 11x − 68. Разность равна 10 + 68 = 78.
в) (b² + 4b − 5)(b − 2) = b³ + 2b² − 13b + 10; (3 − b)(b² + 5b + 2) = −b³ − 2b² + 13b + 6. Сумма равна 10 + 6 = 16.
Во всех случаях получилось число, переменной в нём нет.
799. Докажите, что: а) сумма пяти последовательных натуральных чисел кратна 5; б) сумма четырёх последовательных нечётных чисел кратна 8.
а) n + (n + 1) + (n + 2) + (n + 3) + (n + 4) = 5n + 10 = 5(n + 2). Кратно 5.
б) Нечётные числа 2k + 1, 2k + 3, 2k + 5, 2k + 7 (k — целое неотрицательное). Сумма: 8k + 16 = 8(k + 2). Кратно 8.
б) Нечётные числа 2k + 1, 2k + 3, 2k + 5, 2k + 7 (k — целое неотрицательное). Сумма: 8k + 16 = 8(k + 2). Кратно 8.
800. Найдите четыре последовательных натуральных числа, если известно, что произведение первых двух из этих чисел на 38 меньше произведения двух следующих.
Пусть числа n, n + 1, n + 2, n + 3. По условию n(n + 1) + 38 = (n + 2)(n + 3).
n² + n + 38 = n² + 5n + 6; 32 = 4n; n = 8.
Числа 8, 9, 10, 11. Проверка: 8·9 = 72, 10·11 = 110, 110 − 72 = 38.
Ответ: 8, 9, 10, 11.
n² + n + 38 = n² + 5n + 6; 32 = 4n; n = 8.
Числа 8, 9, 10, 11. Проверка: 8·9 = 72, 10·11 = 110, 110 − 72 = 38.
Ответ: 8, 9, 10, 11.