■2乗和の整除性(その2)
連続するn個の整数の交代和を調べてみると,
3!−2!+1!=5 (素数)
4!−3!+2!−1!=19 (素数)
5!−4!+3!−2!+1!=101 (素数)
6!−5!+4!−3!+2!−1!=619 (素数)
7!−6!+5!−4!+3!−2!+1!=4421 (素数)
8!−7!+6!−5!+4!−3!+2!−1!=35899 (素数)
はすべて素数です.このパターンはずっと続くのでしょうか?
しかし,
9!−8!+7!−6!+5!−4!+3!−2!+1!=326981=79×4139 (非素数)
となって,破綻します.
それでは,
1^2=1 (三角数)
2^2−1^2=3 (三角数)
3^2−2^2+1^2=6 (三角数)
4^2−3^2+2^2−1^2=10 (三角数)
5^2−4^2+3^2−2^2+1^2=15 (三角数)
最初のいくつかの値は正しくとも,同じパターンが続くとは限らないこともあるが,このパターンはずっと続く.証明せよ.
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n=2m+1のとき
Σ(2m+1)^2-Σ(2m)^2=Σ(4m+1)+1=2m(m+1)+m+1=(2m+1)(m+1)=(2m+1)(2m+2)/2 (三角数)
n=2mのとき
Σ(2m)^2-Σ(2m-1)^2=Σ(4m-1)=2m(m+1)=m(2m+1)=2m(2m+1)/2 (三角数)
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