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第3题

证明对任意整数 n≥0n\ge0,∑k=0n(2n+12k+1)23k\sum_{k=0}^{n}\binom{2n+1}{2k+1}2^{3k} 都不被 55 整除。
第 3/5 步:计算范数
(1−2)2n+1=α−β2,−1=α2−2β2(1-\sqrt2)^{2n+1}=\alpha-\beta\sqrt2,\quad -1=\alpha^2-2\beta^2
详细分析

共轭展开为 (1−2)2n+1=α−β2(1-\sqrt2)^{2n+1}=\alpha-\beta\sqrt2。两式相乘,左边为 ((1+2)(1−2))2n+1=(−1)2n+1=−1((1+\sqrt2)(1-\sqrt2))^{2n+1}=(-1)^{2n+1}=-1,右边为 α2−2β2\alpha^2-2\beta^2。故在 F5\mathbb F_5 中 α2−2β2=−1\alpha^2-2\beta^2=-1。