Math Labs
Định lýĐã chứng minh

Quy tắc tổng đan dấu để chia hết cho 11

Phát biểu

Cho nn có các chữ số sao cho n=∑i=0kdi 10in = \sum_{i=0}^{k} d_i\,10^i. Khi đó 11∣n11 \mid n khi và chỉ khi 1111 chia hết tổng đan dấu ∑i(−1)idi\sum_i (-1)^i d_i.

Vì sao đúng?

Không giống 99, các lũy thừa của 1010 không giữ đồng dư 11 theo modulo 1111 — thay vào đó chúng đổi dấu ở mỗi bước, vì bản thân 1010 đồng dư −1-1 theo modulo 1111. Chữ số ở vị trí chẵn đóng góp bình thường, vị trí lẻ đóng góp âm.

Phác thảo chứng minh

Bước 1. Chứng minh bằng quy nạp rằng 10i≡(−1)i(mod11)10^i \equiv (-1)^i \pmod{11} với mọi i≥0i\ge0. Cơ sở i=0i=0: 100=1=(−1)010^0=1=(-1)^0. Bước quy nạp: nếu 10i≡(−1)i(mod11)10^i\equiv(-1)^i\pmod{11}, thì 10i+1=10⋅10i≡(−1)⋅(−1)i=(−1)i+1(mod11)10^{i+1}=10\cdot10^i\equiv(-1)\cdot(-1)^i=(-1)^{i+1}\pmod{11} (dùng 10≡−1(mod11)10 \equiv -1 \pmod{11}). Vậy 10i≡(−1)i(mod11)10^i\equiv(-1)^i\pmod{11} với mọi ii.

Bước 2. Thay vào khai triển theo hàng vị trí: n=∑idi10i≡∑idi(−1)i(mod11)n=\sum_i d_i10^i \equiv \sum_i d_i(-1)^i \pmod{11}, đúng bằng tổng đan dấu ∑i(−1)idi\sum_i (-1)^i d_i.

Bước 3. Kết luận: 11∣n11\mid n đúng khi n≡0(mod11)n\equiv0\pmod{11}, mà theo Bước 2 điều này xảy ra đúng khi 1111 chia hết ∑i(−1)idi\sum_i (-1)^i d_i.

Chủ đề chứa định lý này

Chứng minh từng bước

Chưa có chứng minh từng bước cho định lý này.

Tài liệu tham khảo

  1. David M. Burton (2010). Elementary Number Theory
  2. John H. Conway, Richard K. Guy (1996). The Book of Numbers · DOI:10.1007/978-1-4612-4072-3