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Encontrar todos los números enteros $n>1$ tal que $\frac{2^n+1}{n+1}$ es un entero.

Encontrar todos los enteros $n>1$ tal que $\frac{2^n+1}{n+1}$ es un número entero.


Segundo intento : me gustaría saber si es correcta o no. Gracias.

Desde $\frac{2^n+1}{n+1}$ para todos los enteros $n>1$ es equivalente a $\frac{2^{n-1} \;+1}{n}$ para todos los enteros $n>2$,

vamos a encontrar todos los números enteros $n>2$ tal que $\frac{2^{n-1}+1}{n}$ es un número entero en su lugar.

Deje $n=\displaystyle\prod_{i=1}^l p_i^{k_i}$, donde $k_i \geq 1$, $p_i \in \text{prime}$.

Deje $p_j$ ser un primo tal que $p_j\mid n$ $p_j$ mínimo $v_2(p_j-1)$.

Desde $n \mid 2^{n-1}+1$, lo $n\in$ impar, entonces $p_j\in$ impar.

por lo $v_2(p_j-1) \geq 1$, es decir, no existe $r_j, m_j \in \mathbb{N}$ $m_j \in \text{odd}$ tal que $p_j-1=2^{r_j}\cdot m_j$

tenemos $p_j \equiv 1 (\bmod{2^{r_j}})$

Desde $v_2(p_j-1)$ es mínimo y $n\in$ impares, por lo $n \equiv 1 (\bmod{2^{r_j}})$

entonces podemos escribir $n$ en el formulario, $n = 2^mt+1$ donde $m, t \in \mathbb{N}$ $m\geq r_j$

por lo $n \equiv -1 (\bmod{2^m})$

$-1 \equiv 2^{n-1} \equiv 2^{ 2^m \cdot t}\equiv 2^{ 2^m\cdot t\cdot m_j} (\bmod{p_j})$, ya que el $m_j$ es impar,

$-1 \equiv 2^{(2^{r_j} \cdot m_j) 2^{m-r_j}\;\cdot t} (\bmod{p_j})$

$-1 \equiv 2^{(p_j-1) 2^{m-r_j}\;\cdot t} (\bmod{p_j})$

$-1 \equiv 1 (\bmod{p_j})$ ,$p_j=2$, lo que contradice $p_j\in$ impar.

Por lo tanto, no hay tal $n$.

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Ataulfo Puntos 3108

Nota: El siguiente procedimiento es una especie de descenso a demostrar la imposibilidad de la solución.

Es obvio que el denominador no puede ser incluso tan $n$ debe ser uniforme y el cociente (suponiendo que esto es entero) debe ser impar. $$2^{2n}+1=(2n+1)(2k+1)\iff2^{2n}=4kn+2(k+n)\iff2^{2n-1}=2kn+k+n$$ It follows that $k$ and $$ n tienen la misma paridad. Tenemos que considerar los dos casos posibles que dan $$►(1)\text{ both odd: } 2^{2n-1}==2^3k_1n_1+(2+1)(k_1+n_1)+2^2$$
$$►(2)\text{ both even: } 2^{2n-1}=2^3k_1n_1+2(k_1+n_1) $$ $(1)$ $(2)$ dar, respectivamente, $$2^{n-2}=2^2k_1n_1+(2+1)(k_1+n_1)+2\\2^{n-2}=2^2k_1n_1+k_1+n_1$ $ Ambos casos requieren $k_1$ $n_1$ tienen la misma paridad.

Iterando el procedimiento que tenemos en cada paso $k_i$ $n_i$ tienen la misma paridad lo que conduce, después de suficientes iteraciones, a una igualdad en la que un entero es igual a otro mayor entero. Contradicción.

$$\text{ A concise example}$$ $$(2^6+1)=(6+1)(2k+1)=14k+6+1\iff2^6=14k+6\iff2^5=7k+3\\ 2^5=7k+3\Rightarrow2^5=7(2k_1+1)+3=14k_1+10\iff2^4=7k_1+5\\2^4=7k_1+5\Rightarrow2^4=7(2k_2+1)+5=14k_2+12\iff2^3=7k_2+6\text{ absurde }.$$

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