|
Ideea-cheie a solutionarii unui sir de probleme consta in studierea unei marimi (element,
caracteristica) extremale. Aceasta metoda de rezolvare se numeste pricipiul extremal. Sa
analizam cateva exemple.
Exemplul 1. Sa se demonstreze ca multimea numerelor prime de forma 4m + 3, m 2 N,
este infinita.
Rezolvare. Admitem contrariul, adica presupunem ca multimea numerelor prime de forma
4m + 3 este finita. Fie p1; : : : ; pn elementele acestei multimi. Daca n este numar par, atunci
p1 p2 : : : pn + 2 ? (?1)n + 2 ? 3 (mod 4);
adica p1 p2 : : : pn + 2 = 4m + 3 pentru un oarecare m 2 N. Prin urmare acest numar are
un divizor prim de forma p = 4k + 3 (in adevar, daca toti divizorii primi ai numarului 4m + 3
au forma 4k + 1, atunci si produsul lor va avea forma 4k + 1). Pe de alta parte, este usor de
observat ca nici unul din numerele p1; p2; : : : ; pn nu sunt divizori ai numarului p1 p2 : : : pn+2.
Prin urmare, p 62 fp1; p2; : : : ; png. Contradictie cu ipoteza ca toate numerele prime de forma
4m + 3 se contin in multimea fp1; p2; : : : ; png.
Daca n este un numar impar, atunci
p1 p2 : : : pn + 4 ? (?1)n + 4 ? 3 (mod 4):
Similar cazului precedent se arata existenta unui numar prim p de forma p = 4k + 3, astfel
incat p 62 fp1; p2; : : : ; png. Aceeasi contradictie.
Exemplul 2. Sa se demonstreze ca pentru orice n natural, numarul
1 +
1
3
+
1
5
+ : : : +
1
2n + 1
(1)
nu este natural.
Rezolvare. Fie 3rj puterea maximala a lui trei, ce divide numarul 2j + 1 (j = 0; 1; : : : ; n)
si 3r = maxf3rj j j = 0; 1; : : : ; ng. Vom arata ca numai pentru un j 2 f0; 1; : : : ; ng are loc
egalitatea r = rj . Admitem contrariul. Fie j; k;2 f0; 1; : : : ; ng, j 6= k astel incat
2j + 1 = 3r sj ; 2k + 1 = 3r sk: |