证明:a^2+b^2能被3整除的充分必要条件是a,b同时能被3整除.
以下字母均表示正整数。
1。证充分性:
当a,b同时能被3整除,设a=3p,b=3q,
则a^2+b^2=3(3p^2+3q^2)能被3整除。
充分性证毕。
2。
证必要性:
当a^2+b^2能被3整除(*)时,
(1)若a,b中只有1个不能被3整除,不妨设a=3p,b=3q±1,
则a^2+b^2=3(3p^2+3q^2±2q)+1不能被3整除,与(*)矛盾。
(2)若a,b都不能被3整除,设a=3p±1,b=3q±1,
则a^2+b^2=3(3p^2±2p+3q^2±2q)+1不能被3整除,与(*)矛盾。
所以当a^2+b^2能被3整除时,a,b都只能被3整除。
必要性证毕。
由上可知,a^2+b^2能被3整除的充分必要条件是a,b同时能被3整除。
。
证:充分性:如果a,b都是3的倍数,则a=3m,b=3n
a^2+b^2=9(m^2+n^2)能够被3整除
必要性:如果a,b之一是3的倍数,另一个不是3的倍数,则a^2+b^2不能被3整除是显然的。
如果a,b被3除的余数相同,则a^2+b^2不能被3整除,也是显然的。
如果a,b被3除的余数不同,例如a,b中一个是3m+1,另一个是3n+2,此时a^2+b^2=(3m+1)^2+(3n+2)^2
=9(m^2+n^2+6(m+2n)+5
=3(3m^2+3n^2+2m+4n)+5
其中第一项是3的倍数,第二项不是3的倍数,二者的和不可能是3的倍数。
由此可见,当,a,b不都是3的倍数时a^2+b^2不能被3整除。
所以a^2+b^2能被3整除的充要条件是a,b同时是3的倍数。