整数 $n$ を使って奇数の平方から1を引いた数が4の倍数になることを説明する穴埋め問題です。

代数学整数因数分解証明代数
2025/7/25

1. 問題の内容

整数 nn を使って奇数の平方から1を引いた数が4の倍数になることを説明する穴埋め問題です。

2. 解き方の手順

* **①** 奇数は整数 nn を用いて 2n+12n+1 と表されます。
* **②** 奇数の平方から1を引いた数は、 (2n+1)21(2n+1)^2 - 1 となります。
* **③** (2n+1)21(2n+1)^2 - 1 を展開します。
(2n+1)21=(4n2+4n+1)1=4n2+4n(2n+1)^2 - 1 = (4n^2 + 4n + 1) - 1 = 4n^2 + 4n となります。
* **④** 4n2+4n4n^2 + 4n を因数分解します。
4n2+4n=4(n2+n)4n^2 + 4n = 4(n^2 + n) となります。
* **⑤** n2+nn^2 + n は整数 nn を用いた式なので整数です。したがって、4(n2+n)4(n^2+n)は4の倍数です。

3. 最終的な答え

2n+12n+1
(2n+1)2(2n+1)^2
4n2+4n+14n^2 + 4n + 1
4(n2+n)4(n^2+n)
n2+nn^2+n