自然数 $n$ について、$n(n+2)$ が4の倍数ならば、$n$ は偶数であることを証明する穴埋め問題です。

数論整数の性質証明偶数奇数倍数
2025/5/22

1. 問題の内容

自然数 nn について、n(n+2)n(n+2) が4の倍数ならば、nn は偶数であることを証明する穴埋め問題です。

2. 解き方の手順

(1) nn が奇数であると仮定します。すると、n=2a1n = 2a - 1 (aは自然数)と表せます。
(2) このとき、n(n+2)=(2a1)(2a1+2)=(2a1)(2a+1)=4a21n(n+2) = (2a-1)(2a-1+2) = (2a-1)(2a+1) = 4a^2 - 1 となります。
(3) 4a24a^2 は偶数ではなく、4の倍数です。4a24a^2が4の倍数なので4a24a^2は偶数です。
(4) したがって、4a214a^2 - 1 は奇数となります。
(5) すると、n(n+2)=4a21n(n+2) = 4a^2 - 1 は奇数となり、4の倍数であることに矛盾します。

3. 最終的な答え

ア:奇数
ア:奇数
ア:奇数

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