k91ksb2

整数を係数とする3次の多項式f(x)が次の条件(*)を満たしている.
(*)任意の自然数nに対し,f(n)はn(n+1)(n+2)で割り切れる.
このとき,ある整数aがあって,f(x)=ax(x+1)(x+2)となることを示せ.

f(x)=ax(x+1)(x+2)+bx^2+cx+d (a,b,c,d定数)と書ける.
\frac{f(n)}{n(n+1)(n+2)}=a+\frac{bn^2+cn+d}{n(n+1)(n+2)}が整数である.
g(n)=\frac{bn^2+cn+d}{n(n+1)(n+2)}とおく.
|g(n)|<\frac{|b|+|c|+|d|}nより,
m,n>2(|b|+|c|+|d|)のとき|g(m)-g(n)|<1でg(m)-g(n)は整数であるからg(m)=g(n)である.
bn^2+cn+d=g(m)n(n+1)(n+2)となるが,これが4個以上の相異なるnについて成立するのでこれはnについての恒等式である.
従ってg(m)=0であるが,これも3個以上の相異なるmについて成立するのでg(m)は恒等的に0.
ゆえに,f(x)=ax(x+1)(x+2)と書けるが,\frac{f(n)}{n(n+1)(n+2)}=aが整数なのでaは整数.
最終更新:2013年10月03日 23:10