(1) 連続する2つの偶数について、大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引いたとき、その差が4の倍数になることを証明する。 (2) 連続する2つの偶数の大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引いた数について、「4の倍数になる」こと以外に言えることを述べる。ただし、4の倍数に含まれる「偶数(2の倍数)である」は除く。

代数学整数の性質証明因数分解倍数
2025/6/11

1. 問題の内容

(1) 連続する2つの偶数について、大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引いたとき、その差が4の倍数になることを証明する。
(2) 連続する2つの偶数の大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引いた数について、「4の倍数になる」こと以外に言えることを述べる。ただし、4の倍数に含まれる「偶数(2の倍数)である」は除く。

2. 解き方の手順

(1) 連続する2つの偶数を 2n,2n+22n, 2n+2 (nは整数)と置く。
大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引くと、
(2n+2)2(2n)2=(4n2+8n+4)4n2=8n+4=4(2n+1)(2n+2)^2 - (2n)^2 = (4n^2 + 8n + 4) - 4n^2 = 8n + 4 = 4(2n+1)
ここで、2n+12n+1は整数。4×4 \times整数となるので、4の倍数になる。
したがって、連続する2つの偶数の大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引くと、4の倍数になる。
(2) (1)の結果から、4(2n+1)4(2n+1)は4の倍数であり、2n+12n+1は奇数なので、全体は4の倍数かつ奇数倍なので、8の倍数にはならない。また、12の倍数、16の倍数になることもない。
2n+12n+1 は奇数であるから、4(2n+1)4(2n+1)4×4 \times 奇数となる。

3. 最終的な答え

(1) 証明:
連続する2つの偶数を 2n,2n+22n, 2n+2 (nは整数)とする。
大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引くと、
(2n+2)2(2n)2=(4n2+8n+4)4n2=8n+4=4(2n+1)(2n+2)^2 - (2n)^2 = (4n^2 + 8n + 4) - 4n^2 = 8n + 4 = 4(2n+1)
ここで、2n+12n+1は整数。4×4 \times整数となるので、4の倍数になる。
したがって、連続する2つの偶数の大きい方の数の2乗から小さい方の数の2乗を引くと、4の倍数になる。
(2) 4の倍数になることに加えて、4×4 \times 奇数になる、と言える。

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