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> Polinomio II, propuesto
Adrianocor
mensaje Feb 11 2015, 04:10 PM
Publicado: #1


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TEX: Sean a y b las soluciones de la ecuación $x^{2}-6x+1=0$ Demuestre que para cada natural n, el número $a^{n}+b^{n}$ es entero y no es múltiplo de cinco
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vocin
mensaje Feb 11 2015, 04:55 PM
Publicado: #2


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Consideremos la sucesión TEX: \( s_n \) definida como sigue:

-TEX: \( s_1=6 \)
-TEX: \( s_2=34 \)
-Para todo TEX: \( n \) natural, TEX: \( s_{n+2}=6*s_{n+1}-s_{n} \)

Demostremos algunas cosas entretenidas de dicha sucesión:

a) Para todo TEX: \( n \) natural, tenemos que TEX: \( s_n=a^n+b^n \)

Utilizaremos inducción. Los casos bases TEX: \( s_1 \) y TEX: \( s_2 \), se los dejamos al lector. Para el paso inductivo, basta utilizar la regla de la sucesión:

TEX: \( \displaystyle s_{n+2} \)

TEX: \( \displaystyle = 6*s_{n+1}-s_n \)

TEX: \( \displaystyle = 6*(a^{n+1}+b^{n+1})-(a^n+b^n \)

TEX: \( \displaystyle = a^n(6a-1)+b^n (6b+1) \)

Pero TEX: \( a \) y TEX: \( b \) son raíces del polinomio TEX: \( x^2-6x+1=0 \), de donde TEX: \( x^2=6x-1 \) es válida para ambas raíces; esto nos permite sustituir las expresiones del lado derecho por las del lado izquierdo.

TEX: \( \displaystyle = a^n*a^2+b^n*b^2 \)

TEX: \( \displaystyle = a^{n+2}+b^{n+2} \)

Concluyendo así la demostración del punto a.

b) TEX: \( s_n \) nunca es múltiplo de 5

Basta ver que los residuos módulo 5 forman un ciclo: TEX: \( 1, 4, 3, 4, 1, 2 \), que se repite indefinidamente, debido a la regla de formación.

Para concluir el problema, basta recordar la relación entre TEX: \( s_n \) y TEX: \( a^n+b^n \). Ya que la primeros son sólo enteros (por propiedad de clausura) no múltiplos de 5 (probado en "b"); los segundos también lo serán (por lo probado en "a")

Mensaje modificado por vocin el Feb 11 2015, 04:58 PM


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Pro Tip: Es siempre recomendable saltarse los posts de Insanee/Legition

I wish, that I could turn back time
'cos now the guilt is all mine
can't live without
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I know we can't forget the past
you can't forget love & pride
because of that, it's killing me inside

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Adrianocor
mensaje Feb 11 2015, 05:04 PM
Publicado: #3


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