Przykładowe rozwiązania
I sposób
Zauważmy, że
Rozwiązanie zadania składa się z dwóch etapów:
• uzasadnienie podzielności przez 2;
• uzasadnienie podzielności przez 3.
Podzielność przez 2.
Gdy którakolwiek z liczb k, m jest parzysta, to iloczyn
jest parzysty, a gdy obie
liczby k, m są nieparzyste, to ich suma k + m jest liczbą parzystą, więc iloczyn
jest podzielny przez 2.
Podzielność przez 3. (I sposób)
Dowód przeprowadzimy w czterech rozłącznych sytuacjach: A, B, C, D.
A. Którakolwiek z liczb k, m jest podzielna przez 3.
Wtedy iloczyn
jest podzielny przez 3.
B. Obie liczby k, m przy dzieleniu przez 3 dają resztę 1.
Wtedy liczba k − m jest podzielna przez 3, więc iloczyn
jest
podzielny przez 3.
C. Obie liczby k, m przy dzieleniu przez 3 dają resztę 2.
Wtedy liczba k − m jest podzielna przez 3, więc iloczyn
jest
podzielny przez 3.
D. Jedna z liczb k, m przy dzieleniu przez 3 daje resztę 1, a druga przy dzieleniu przez 3
daje resztę 2.
Wtedy liczba k + m jest podzielna przez 3, więc iloczyn
jest
podzielny przez 3.
Podzielność przez 3. (II sposób)
Dowód przeprowadzimy w dwóch rozłącznych sytuacjach: E, F.
E. Którakolwiek z liczb k, m jest podzielna przez 3.
Wtedy iloczyn
jest podzielny przez 3.
F. Żadna z liczb k, m nie jest podzielna przez 3.
Wtedy kwadrat każdej z nich przy dzieleniu przez 3 daje resztę 1, więc różnica
k2 – m2
jest podzielna przez 3.
Wykazaliśmy zatem, że liczba
k3m – km3
jest podzielna przez 2 i przez 3, więc jest podzielna
przez 2 ⋅ 3, czyli przez 6.
To kończy dowód.
II sposób
Zauważmy, że
Iloczyn
k(k – 1)(k + 1)
to iloczyn trzech kolejnych liczb całkowitych, więc dokładnie jedna
z nich jest podzielna przez 3 i co najmniej jedna jest podzielna przez 2, więc iloczyn jest
podzielny przez 2 i przez 3, a więc jest podzielny przez 6.
Analogicznie iloczyn
m(m – 1)(m + 1)
jest podzielny przez 6.
Różnica dwóch liczb podzielnych przez 6 jest
podzielna przez 6.
To kończy dowód.