Feladat: 1962. évi Arany Dániel matematikaverseny 1. forduló haladók (speciális) 2. feladata Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: átlagos
Füzet: 1962/november, 105. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Maradékos osztás, Prímszámok, Arany Dániel
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1962/szeptember: 1962. évi Arany Dániel matematikaverseny 1. forduló haladók (speciális) 2. feladata

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

I. megoldás. Az állítást fogalmazhatjuk szimmetrikusabban a következő módon: vagy p és 8p-1 közül legalább az egyik összetett szám, vagy 8p+1 összetett szám; még szimmetrikusabban: a p, 8p-1 és 8p+1 számok közül legalább az egyik összetett. Vizsgáljuk p-t a 3-mai való osztás maradéka szempontjából. Ekkor p vagy 1-et vagy 2-t ad maradékul, vagy osztható 3-mal, azaz vagy 3n+1, vagy 3n+2, vagy 3n alakú. Az első esetben 8p+1=24n+9=3(8n+3) összetett szám, mert 8n+3>1; a másodikban 8p-1=24n+15=3(8n+5) osztható 3-mal és nagyobb mint 3; ha pedig p=3n, akkor 1-re összetett, n=1 (p=3) esetén pedig 8p+1=25 összetett szám. Ezzel az állítást igazoltuk.

 

II. megoldás. 8p-1, 8p, 8p+1 három egymás után következő természetes szám, ezért közülük egy (és csakis egy) osztható 3-mal. Ha p a 3-tól különböző prímszám és 8p-1 is prímszám, akkor sem az első, sem a második szám nem osztható 3-mal, tehát 8p+1-nek kell 3-mal oszthatónak lennie. Mivel pedig ez a szám nagyobb, mint 3, tehát összetett.
Ha p=3, akkor 8p-1=23 prím, viszont 8p+1=25 összetett.
Ezzel a feladat állítását igazoltuk.