Докажите что при любом значении n (целое) значение выражения 5n^3 + n - 15 кратно 3

Преобразуем исходное выражение к следующему виду:

5n³ + n - 15 = n * (5n² + 1) - 15.

Рассмотрим три возможных случая:

1) Число n делится на 3 без остатка.

Тогда число n можно представить в виде n = 3k, где k - некоторое целое число.

Подставляя значение n = 3k в выражение n * (5n² + 1) - 15, получаем:

n * (5n² + 1) - 15 = 3k * (5 (3k) ² + 1) - 15 = 3 * (k * (5 (3k) ² + 1) - 1).

Из полученного представления следует, что выражение 5n³ + n делится на 3.

2) Число n делится на 3 с остатком 1.

Тогда число n можно представить в виде n = 3k + 1, где k - некоторое целое число.

Подставляя значение n = 3k + 1 в выражение n * (5n² + 1) - 15, получаем:

n * (5n² + 1) - 15 = (3k + 1) * (5 (3k + 1) ² + 1) - 15 = (3k + 1) * (5 * (9k² + 6k + 1) + 1) - 15 = (3k + 1) * (45k² + 30k + 5 + 1) - 15 = (3k + 1) * (45k² + 30k + 6) - 15 = 3 * ((3k + 1) * (15k² + 10k + 2) - 5).

Из полученного представления следует, что выражение 5n³ + n делится на 3.

3) Число n делится на 3 с остатком 2.

Тогда число n можно представить в виде n = 3k + 2, где k - некоторое целое число.

Подставляя значение n = 3k + 2 в выражение n * (5n² + 1) - 15, получаем:

n * (5n² + 1) - 15 = (3k + 2) * (5 (3k + 2) ² + 1) - 15 = (3k + 1) * (5 * (9k² + 12k + 4) + 1) - 15 = (3k + 1) * (45k² + 60k + 20 + 1) - 15 = (3k + 1) * (45k² + 60k + 21) - 15 = 3 * ((3k + 1) * (15k² + 20k + 7) - 5).

Из полученного представления следует, что выражение 5n³ + n делится на 3.

Таким образом, выражение 5n³ + n делится на 3 при любом целом значении n.