Для каких натуральных n верно следующее утверждение: для произвольного многочлена P степени n с целыми коэффициентами найдутся такие различные натуральные a и b, для которых делится на a + b?
(Г. Жуков)
Нечётные n не подходят. В самом деле, рассмотрим многочлен и различные натуральные Так как n нечётно, делится на а тогда
не делится, поскольку
Осталось доказать, что все чётные n подходят. Рассмотрим произвольный многочлен степени n. Представим его в виде суммы где в все мономы чётной степени, в в
Рассмотрим случай, когда старший коэффициент положителен (в случае отрицательного старшего коэффициента проведём дальнейшее доказательство для многочлена Так как то найдётся такое натуральное m, что Докажем, что подходят. В силу выбора m, они обе натуральные, причём Далее, по модулю выполняются сравнения (очевидно) и
(в силу чётности многочлена Значит, что и требовалось.
Замечание. В случае чётного п можно проделать подобное рассуждение и без разбиения на чётную и нечётную компоненты. Поскольку степень многочлена равна существует такое натуральное m, что Тогда подойдут числа Действительно, тогда и по модулю верно сравнение
Ответ: при всех чётных n.