Question Number 148732 by ethiork last updated on 30/Jul/21
$$\:\:\:\:\:\:{show}\:{that}\: \\ $$$$\mathrm{8}^{{n}} \:−\mathrm{3}^{{n}} \:{is}\:{divisible}\:{by}\:\mathrm{5}\:\:{for}\:{all}\:{natural} \\ $$$${number}. \\ $$
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 30/Jul/21
$$\mathrm{5}\:\mid\:\left(\mathrm{8}^{{n}} −\mathrm{3}^{{n}} \right) \\ $$$$\smile\smile\smile\smile\smile\smile\smile\smile\smile\smile\smile\smile \\ $$$$\because\mathrm{8}\equiv\mathrm{3}\left({mod}\:\mathrm{5}\right) \\ $$$$\therefore\mathrm{8}^{{n}} \equiv\mathrm{3}^{{n}} \left({mod}\:\mathrm{5}\right) \\ $$
Answered by mr W last updated on 30/Jul/21
$$\mathrm{8}^{{n}} =\left(\mathrm{5}+\mathrm{3}\right)^{{n}} =\mathrm{3}^{{n}} +\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{C}_{{k}} ^{{n}} \mathrm{3}^{{n}−{k}} \mathrm{5}^{{k}} \\ $$$$\mathrm{8}^{{n}} −\mathrm{3}^{{n}} =\underset{{k}=\mathrm{1}} {\overset{{n}} {\sum}}{C}_{{k}} ^{{n}} \mathrm{3}^{{n}−{k}} \mathrm{5}^{{k}} \equiv\mathrm{0}\:{mod}\:\mathrm{5} \\ $$
Answered by physicstutes last updated on 31/Jul/21
$$\mathrm{let}\:{f}\left({n}\right)\:=\:\mathrm{8}^{{n}} −\mathrm{3}^{{n}} \\ $$$${f}\left(\mathrm{1}\right)=\:\mathrm{8}^{\mathrm{1}} −\mathrm{3}^{\mathrm{1}} =\mathrm{5}=\mathrm{5}\left(\mathrm{1}\right)\:\Rightarrow\:\mathrm{true}\:\mathrm{for}\:{f}\left(\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{assume}\:{f}\left({k}\right)\:\mathrm{is}\:\mathrm{true}\:\Rightarrow\:\mathrm{8}^{{k}} −\mathrm{3}^{{k}} =\mathrm{5}{n},\:{n}\in\mathbb{N} \\ $$$$\mathrm{now}\:{f}\left({k}+\mathrm{1}\right)=\:\mathrm{8}^{{k}+\mathrm{1}} −\mathrm{3}^{{k}+\mathrm{1}} =\mathrm{8}\left(\mathrm{8}^{{k}} \right)−\mathrm{3}\left(\mathrm{3}^{{k}} \right) \\ $$$${f}\left({k}+\mathrm{1}\right)=\:\mathrm{8}\left(\mathrm{5}{n}+\mathrm{3}^{{k}} \right)−\mathrm{3}\left(\mathrm{3}^{{k}} \right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\:\mathrm{5}\left(\mathrm{8}{n}\right)+\mathrm{5}\left(\mathrm{3}^{{k}} \right) \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:\:=\:\mathrm{5}\left(\mathrm{8}{n}+\mathrm{3}^{{k}} \right)\:\mathrm{since}\:{k}\:\in\mathbb{N},\:\mathrm{3}^{{k}} \in\mathbb{N} \\ $$$$\mathrm{and}\:\mathrm{so}\left(\:\mathrm{8}{n}\:+\:\mathrm{3}^{{k}} \right)\:\in\:\mathbb{N}\:\Rightarrow\:{f}\left({k}+\mathrm{1}\right)=\mathrm{5}{p} \\ $$$${p}\in\mathbb{N}\:\Rightarrow\:{f}\left({k}+\mathrm{1}\right)\:\mathrm{is}\:\mathrm{true}\:\mathrm{and}\:\mathrm{so}\:\mathrm{for}\:\mathrm{all} \\ $$$$\mathrm{natural}\:\mathrm{numbers}\:\mathrm{the}\:\mathrm{expression}\:{f}\left({n}\right) \\ $$$$\mathrm{is}\:\mathrm{divisible}\:\mathrm{by}\:\mathrm{5}. \\ $$