Как определить все натуральные n, для которых выражение n^2 + 2n + 30 равно произведению двух последовательных натуральных чисел?
Алгебра 11 класс Уравнения и неравенства с натуральными числами натуральные n выражение n^2 + 2n + 30 произведение последовательных чисел алгебра 11 класс решение уравнения математические задачи последовательные натуральные числа Новый
Для того чтобы определить все натуральные n, для которых выражение n2 + 2n + 30 равно произведению двух последовательных натуральных чисел, начнем с обозначения этих последовательных чисел. Пусть они равны k и k + 1, где k – это натуральное число. Тогда мы можем записать уравнение:
n2 + 2n + 30 = k(k + 1)
Теперь преобразуем правую часть уравнения:
k(k + 1) = k2 + k
Таким образом, наше уравнение принимает вид:
n2 + 2n + 30 = k2 + k
Теперь мы можем привести все к одной стороне:
n2 + 2n + 30 - k2 - k = 0
Это квадратное уравнение относительно n. Теперь, чтобы найти n, воспользуемся формулой для решения квадратного уравнения:
n = (-b ± √(b2 - 4ac)) / 2a
В нашем случае:
Теперь подставим значения в формулу:
n = (-2 ± √(22 - 4 * 1 * (30 - k2 - k))) / (2 * 1)
Упростим подкоренное выражение:
n = (-2 ± √(4 - 4 * (30 - k2 - k))) / 2
n = (-2 ± √(4k2 + 4k - 116)) / 2
n = -1 ± √(k2 + k - 29)
Теперь, чтобы n было натуральным числом, выражение под корнем должно быть неотрицательным:
k2 + k - 29 ≥ 0
Решим это неравенство. Найдем корни квадратного уравнения:
k = (-1 ± √(1 + 4 * 29)) / 2 = (-1 ± √117) / 2
Приблизительно √117 ≈ 10.82, значит:
k = (-1 + 10.82) / 2 ≈ 4.91 и k = (-1 - 10.82) / 2 (не рассматриваем, так как k должно быть натуральным)
Таким образом, k может принимать значения 5 и больше. Проверим значения k = 5, 6, 7 и так далее:
Таким образом, единственное натуральное n, для которого заданное выражение равно произведению двух последовательных натуральных чисел, это n = 8.