★東大入試作問者になったつもりのスレ★ 第十八問
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0039132人目の素数さん
2009/11/07(土) 20:16:45〔補題〕
n>0 は奇の自然数で
5^e | (2^n + 3^n),
ならば
5 | {2^(5n) + 3^(5n)} / (2^n + 3^n),
(略証)
(x^5 + y^5)/(x+y) = (x^2)^2 -(x^2)xy + (xy)^2 -xy(y^2) +(y^2)^2,
2・2 ≡ 3・3 ≡ -1 (mod 5)
2・3 ≡ 1 (mod 5)
より
{2^(5n) + 3^(5n)}/(2^n + 3^n) = 2^(4n) - 2^(2n)・6^n + 6^(2n) -6^n・3^(2n) + 3^(4n)
≡ 1 - (-1)^n + 1 - (-1)^n + 1
= 5
≡ 0 (mod 5)
〔系〕
nが5の冪乗のとき
5 | (2^n + 3^n) /n,
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