题目
证明:3整除n(n+1)(2n+1),其中n是任何整数
证明:3整除
,其中n是任何整数
题目解答
答案
n为3的倍数时,
能被3整除.
n不是3的倍数时,
或
时,
,是3的倍数,
能被3整除.
时,
,是3的倍数,
能被3整除.
综上,
能被3整除.
能被3整除.
n不是3的倍数时,
或
时,
,是3的倍数,
能被3整除.
时,
,是3的倍数,
能被3整除.
综上,
能被3整除.
解析
考查要点:本题主要考查整除性质和分类讨论思想的应用,需要证明对于任意整数n,表达式n(n+1)(2n+1)总能被3整除。
解题核心思路:
- 分类讨论:根据整数n除以3的余数(即n ≡0,1,2 mod3),将问题拆分为三种情况分别分析。
- 关键观察:在任意连续的三个整数中,必有一个是3的倍数。但本题中表达式为三个因子相乘,需通过变形找到至少一个因子能被3整除。
破题关键点:
- 当n为3的倍数时,直接可证;
- 当n不是3的倍数时,通过代数变形,分析n+1或2n+1是否能被3整除。
步骤1:按n除以3的余数分类讨论
- 情况1:若n ≡0 mod3,则n是3的倍数,此时n(n+1)(2n+1)显然能被3整除。
- 情况2:若n ≡1 mod3,则n=3k+1(k为整数),此时2n+1=2(3k+1)+1=6k+3=3(2k+1),即2n+1是3的倍数。
- 情况3:若n ≡2 mod3,则n=3k+2,此时n+1=3k+3=3(k+1),即n+1是3的倍数。
步骤2:综合三种情况
无论n是3的倍数,还是余1或余2,表达式n(n+1)(2n+1)中至少有一个因子是3的倍数,因此整个乘积能被3整除。