脫子翼-我的小發(fā)現(xiàn)
這道題是我自己編的。題目:
對(duì)于任意的n次多項(xiàng)式f(x),若滿(mǎn)足f(0),f(1),f(2),...,f(n) ∈ Z,求證:?t ∈ Z,f(t) ∈ Z
解法:
使用數(shù)學(xué)歸納法。
設(shè)命題P(k)為"對(duì)于任意的k次多項(xiàng)式f(x),若滿(mǎn)足f(0),f(1),f(2),...,f(k) ∈ Z,
?t ∈ Z,f(t) ∈ Z"
證明P(0)成立:
顯而易見(jiàn)。(任意一個(gè)零次多項(xiàng)式都是平行于x軸的,如果有一個(gè)y值是整數(shù),那所有的y值就都是整數(shù)
了)
假設(shè)P(k?1)成立,證明P(k)也成立:
假設(shè)P(k ? 1)成立。對(duì)于任意一個(gè)滿(mǎn)足f(0),f(1),f(2),...,f(k) ∈ Z的k次多項(xiàng)式f(x),考慮函數(shù)g(x) = f(x + 1) ? f(x)。
這個(gè)函數(shù)是一個(gè)k ? 1次多項(xiàng)式(展開(kāi)一下f(x + 1) ? f(x)的k次項(xiàng),發(fā)現(xiàn)它被抵消了)。
然后∵ f(0),f(1) ∈ Z ∴ g(0) ∈ Z,∵ f(1),f(2) ∈ Z ∴ g(1) ∈ Z ……
∵ f(k ? 1),f(k) ∈ Z ∴ g(k ? 1) ∈ Z。所以g(0),g(1),...,g(k ? 1) ∈ Z。而根據(jù)P(k ? 1),則?t ∈ Z,g(t) ∈ Z。
由g(x) = f(x + 1) ? f(x),可得g(x) + f(x) = f(x + 1)。因?yàn)?t ∈ Z,g(t) ∈ Z,所以根據(jù) f(k) ∈ Z遞推可得?t ∈ Z且t > k,f(t) ∈ Z。
同理,f(x) ? g(x ? 1) = f(x ? 1)。因?yàn)?t ∈ Z,g(t) ∈ Z,所以根據(jù)f(0) ∈ Z遞推可得 ?t ∈ Z且t < 0,f(t) ∈ Z。
由題設(shè),?t ∈ Z且0 ≤ t ≤ k,f(t) ∈ Z 綜上所述,?t ∈ Z,f(t) ∈ Z,P(k)成立,命題得證。■