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楼主
裴老师的题篓子(5)
从孙老师那里搞到一个好题,请各位老师劳神了,呵呵!

题目:(√17+4)2n+1 (其中n∈N)的整数部分记为M,小数部分记为m,求m(M+m)的值.

补充:顺便问一个,什么样的题才能叫做好题呢?
作者:裴老师(689685)08-05-09 08:55回复此贴
1楼
解题思路:
1)(√17+4)2n+1 =m+M
只要知道M与m中的一个就可以了。
2)可先对M或m的结果进行猜测
当n=0时,M=8,m=√17-4;
当n=1时,M=536,m=(√17-4)3;
猜测m=(√17-4)2n+1.
3)证明上述猜想
证明时可选择比较易于下手的整数部分作为突破口
作者:裴老师(689685)08-05-10 13:00回复此贴
2楼
解:
设x=√17+4,y=√17-4.
则 x-y=8,xy=1,x2+y2=66
下面用数学归纳法证明x2n+1-y2n+1是整数:
1)当n=0时,x-y=8,是整数;
 当n=1时,x3-y3=(x-y)(x2+xy+y2)=8×(66+1)
所以,x3-y3也是整数;

2)若当n=k-1和n=k时,x2n+1-y2n+1都是整数,
即x2k-1-y2k-1和x2k+1-y2k+1都是整数,则当n=k+1时,
x2n+1-y2n+1
=x2k+3-y2k+3
=(x2+y2)(x2k+1-y2k+1)+x2y2k+1-y2x2k+1
=(x2+y2)(x2k+1-y2k+1)-x2y2(x2k-1-y2k-1)
=66(x2k+1-y2k+1)-(x2k-1-y2k-1)
所以,当n=k+1时,x2n+1-y2n+1也是整数.

综合1)、2)可得,当n∈N时,x2n+1-y2n+1是整数.

∵4<√17<5,∴0<y<1,∴0<y2n+1<1;
∵x=√17+4,∴x2n+1=(√17+4)2n+1,
又∵x2n+1-y2n+1是整数,0<y2n+1<1,
∴M=x2n+1-y2n+1,m=y2n+1.

∴m(M+m)=y2n+1x2n+1=(xy)2n+1=12n+1=1
作者:裴老师(689685)08-05-10 18:18回复此贴
3楼
真棒!
鞍山退休陈老师.
作者:陈老师(736025)08-05-10 20:39回复此贴
4楼
受到陈老师的夸奖,俺很高兴。
哈哈哈!
就象听说八路军抢了鬼子的粮一样高兴。
作者:裴老师(689685)08-05-11 07:09回复此贴
5楼
ok 谢谢了裴老师,
作者:孙老师(296828)08-05-11 09:01回复此贴
6楼
客气!
作者:裴老师(689685)08-05-11 14:21回复此贴
7楼
上面的都是在职老师呀!!题目和解法都很精彩。首先在这里先谢谢两位老师。
接下来说说学生对这题的看法~也给老师们点意见。也不知道过了这么久老师们还会不会回过头来看这贴。
看了题,首先想到的就是怎么样将整数与小数分开,仔细想想发现,小数的N次方永远是小数,所以 m=(√17-4)2n+1
M+m就是小数部分加整数部分,不就是原式吗?所以m+M=(√17+4)2n+1
m(M+m)=(√17+4)2n+1(√17-4)2n+1=(√17+4)(√17-4)2n+1=12n+1=1
作者:奚老师(665714)08-05-31 01:17回复此贴
8楼
呵呵!这么长时间了,感谢奚教师还在关注本贴并参与讨论。其实时间也不很长,几年前的帖子有时我也翻翻。很多都是有价值的。

关于奚教师提出的问题,我是这样理解的。小数部分的N次方永远是小数,没错。但题中的m并不是小数部分的N次方,而是原式的小数部分,它们不是一个概念。本题中这两个量刚好相等,但这也正是本题首先要证明的,不可回避。
作者:裴老师(689685)08-06-01 06:31回复此贴
9楼
呵呵~我理解您的意思了,其实数学仔细去想会联想出很多问题。就比如此题就让我想到了一个问题。如果A是整数,a是小数,当然都是正的啦。那么A+a的N次方的小数是什么呢?在什么情况下是等于a的N次方的呢?


不知道裴老师会不会觉得我想太多啦?呵呵...其实有时候我自己都这么觉得...
作者:奚老师(665714)08-06-02 02:21回复此贴
10楼
还是让我来证明m=(√17-4)2n+1吧!
很明显(√17-4)2n+1小于1,所以它只有小数部分,设它的小数部分为k。
这里要用到高中时的二项式定理:
因为(√17+4)2n+1-(√17-4)2n+1=整数(这里大家自己去展开,展开相减以后会发现√17的二次项都为偶数项),即M+m-k=整数,即m=k。证毕。


作者:洪老师(440806)08-06-13 17:10回复此贴
11楼
回复9楼:
奚教师的想法很好,我很受启发。
对于本题,把17换成18、19、……、24都没问题,呵呵!有意思。
奚教师不是想的太多啦,而是独具慧心呀!
作者:裴老师(689685)08-06-14 11:01回复此贴
12楼
回复10楼:
洪老师用二项式定理直接把两个幂式展开运算,公式娴熟,算功精湛啊!
我早已把公式都不记得了,呵呵!

千万不要把我开出教师队伍哟! 
作者:裴老师(689685)08-06-14 11:12回复此贴
13楼
大家好啊!
很久都没有看见这样的题目和解答方法了,看完全过程的时候有一种久违的感觉漫多全身啊!让我会议起了我在高中的日子!
作者:鲁老师(125704)08-06-14 22:14回复此贴
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