w大廳內氣氛凝重,十五名優秀選手坐在考場前排,目光炯炯有神。
教授們一字排開,儼然一副要掀翻天的架勢。
黃國棟心中暗喜,嘴角勾起一抹自信的微笑。
他環顧四周,心中暗暗想著。
"哼,這些教授肯定會先考我。
"
"從頭到尾,我的能力可是很優秀的,眾人都是看在眼里的。
"
“最多,會被周群和林詩雨分走一些關注。”
“但是,自己肯定受到的提問和關注也不會少的。”
然而,只是他的一廂情愿罷了。
清華大學的秦教授突然開口,第一個問題直接問的周群。
"周群同學,請你證明:對于任意正整數n,表達式n^4+4^n永遠不可能是完全平方數。
"
這道題如同一記重拳,直接擊碎了黃國棟的美夢。他不可置信地瞪大眼睛,嘴巴微張,活像一條脫水的魚。
周圍響起一片倒吸涼氣的聲音。這題目的難度,簡直是要人命!
然而,周群卻面不改色,眼中閃過一絲興奮的光芒。他站起身,聲音沉穩有力:
"謝謝秦教授,我有以下思路......
"
謝謝秦教授,我的證明思路如下:
首先,我們可以注意到,當n為奇數時,n^4是奇數,4^n是偶數,它們的和必然是奇數,而奇數不可能是完全平方數。所以我們只需考慮n為偶數的情況。
當n為偶數時,我們可以將表達式寫成:n^4+4^n=(n^2-2^n)(n^2+2^n)+2·4^n
接下來,我們證明(n^2-2^n)(n^2+2^n)和2·4^n的差永遠是2。
設f(n)=(n^2-2^n)(n^2+2^n)+2-2·4^n
我們可以通過數學歸納法證明f(n)=0對所有偶數n成立。
因此,n^4+4^n可以表示為(n^2-2^n)(n^2+2^n)+2。
假設n^4+4^n是完全平方數,那么它減去2應該也是完全平方數。但是,(n^2-2^n)(n^2+2^n)是兩個因子的乘積,除非這兩個因子相等,否則它不可能是完全平方數。
然而,n^2-2^nn^2n^2+2^n,所以這兩個因子永遠不可能相等。
因此,我們證明了對于任意正整數n,n^4+4^n永遠不可能是完全平方數。
"
周群的解答如行云流水,邏輯嚴密,步步為營。教授們聽得連連點頭,眼中閃爍著驚喜的光芒。
秦教授點了點頭,略帶點激動的說:
"精彩!周群同學不僅解決了問題,還用了多種數學工具,展現了深厚的數學功底和敏銳的洞察力。
"
另一位教授贊嘆道:
"確實如此。他巧妙運用了奇偶性、代數變換和數學歸納法,思路非常清晰。這種解題水平,已經達到了研究生的層次。
"
在場的其他考生都驚呆了。他們面面相覷,眼中滿是不可思議。有人小聲嘀咕:
"天哪,這也太厲害了吧?
"
"這真的是高中生能想出來的解法嗎?
"另一個學生喃喃自語。
黃國棟臉色鐵青,手指緊緊掐入掌心。他怎么也沒想到,周群能以如此優雅的方式解決這個難題。
林詩雨看著周群,眼中滿是崇拜和喜悅。她為周群感到驕傲,同時也暗暗給自己鼓勁,決心在接下來的考核中也要全力以赴。