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第4题

求所有正整数 nn,使方程 xn+(2+x)n+(2−x)n=0x^n+(2+x)^n+(2-x)^n=0 有整数解。
第 5/6 步:分解两个奇数幂之和
(1+y)n+(1−y)n=2T,T=∑k=0n−1(−1)k(1+y)n−1−k(1−y)k is odd(1+y)^n+(1-y)^n=2T,\qquad T=\sum_{k=0}^{n-1}(-1)^k(1+y)^{n-1-k}(1-y)^k\text{ is odd}
详细分析

对奇数 nn,取 a=1+ya=1+y、b=1−yb=1-y,使用 an+bn=(a+b)(an−1−an−2b+⋯+bn−1)a^n+b^n=(a+b)(a^{n-1}-a^{n-2}b+\cdots+b^{n-1})。因 yy 为偶数,aa 与 bb 都是奇数;第二因子 TT 是 nn 个奇数项之和,而 nn 为奇数,所以 TT 为奇数。方程化为 yn=−2Ty^n=-2T。