áp dụng hằng đẳng thức \(a^3+b^3+c^3=\left(a+b+c\right)\left(a^2+b^2+c^2-ab-ac-bc\right)+3abc\)
=> A= (n+n+1+n+2)[n2 +(n+1)2 +(n+2)2 -n(n+1)-n(n+2)- (n+1)(n+2)] +3n(n+1)(n+2)
= (3n+3).3 +3n(n+1)(n+2) = 9n(n+1) + 3n(n+1)(n+2)
n(n+1)(n+2) là 3 số nguyên liên tiếp nên luôn tồn tại một số chia hết cho 3 => 3n(n+1)(n+2) chia hết cho 9
9n(n+10 chia hết cho 9
=> A chia hết cho 9
Xét hằng đẳng thức sau đây: x3 + y3 + z3 - 3xyz
<=> ( x + y )3 - 3xy( x + y ) + z3 - 3xyz
<=> [ ( x + y )3 + z3 ] - 3x2y - 3xy2 - 3xyz
<=> ( x + y + z )[ ( x + y )2 - ( x + y )z + z2 ] - 3xy ( x + y + z )
<=> ( x + y + z )( x2 + 2xy + y2 - zx - zy + z2 ) - 3xy ( x + y + z )
<=> ( x + y + z )( x2 + y2 - xy - zx - zy + z2 )
<=> x3 + y3 + z3 = ( x + y + z )( x2 + y2 - xy - zx - zy + z2 ) + 3xyz
Áp dụng hằng đẳng thức trên, ta có:
( n + n+ 1 + n + 2 )[ n2 + (n + 1 )2 - n( n+ 1 ) - (n+2)n - ( n + 1 )( n +2 ) + (n+2)2 ] + 3n( n + 1 )( n + 2 )
<=> ( 3n + 3 )( n2 + n2 + 2n + 1 - n2 - n - n2 - 2n - n2 - 2n - n - 2 + n2 + 4n +4 ) + 3n( n + 1 )( n + 2 )
<=> ( 3n + 3 )3 + 3n( n + 1 )( n + 2 )
<=> 9( n + 1 ) + 3n( n + 1 )( n + 2 )
Vì n( n + 1 )( n + 2 ) là 3 chữ số liên tiếp chia hết cho 6
=> 3n( n + 1 )( n + 2 ) = 3.6 = 18 chia hết cho 9
=> 9( n + 1 ) + 3n( n + 1 )( n + 2 ) chia hết cho 9
=> n3 + ( n + 1 )3 + ( n + 2 )3 chia hết cho 9 ( đpcm )
Khi n=1 ta có \(u_1=1^3+\left(1+1\right)^3+\left(1+2\right)^3=1+8+27=36⋮9\)(đúng)
Giả sử mệnh đề đúng khi n=k (k >=1) tức là \(u_k=k^3+\left(k+1\right)^3+\left(k+2\right)^2⋮9\)
Bây giờ ta sẽ chứng minh mệnh đề cũng đúng khi n=k+1, tức là ta phải chứng minh \(u_{k+1}=\left(k+1\right)^3+\left(k+2\right)^3+\left(k+3\right)^3⋮9\)
Ta có \(u_{k+1}=\left(k+1\right)^3+\left(k+2\right)^3+\left(k+3\right)^3=\left(k+1\right)^3+\left(k+2\right)^3+k^3+9k^2+27k+27\)
\(=\left[\left(k+1\right)^3+\left(k+2\right)^3+k^3\right]+9\left(k^2+3k+3\right)=u_k+9\left(k^2+3k+3\right)⋮9\)
=> mệnh đề đúng với n=k+1
Vậy theo phương pháp quy nạp toán học \(u_n=n^3+\left(n+1\right)^3+\left(n+2\right)^3\)chia hết cho 9 với mọi n là số nguyên
