W大厅内气氛凝重,十五名优秀选手坐在考场前排,目光炯炯有神。
教授们一字排开,俨然一副要掀翻天的架势。
黄国栋心中暗喜,嘴角勾起一抹自信的微笑。
他环顾四周,心中暗暗想着。
"哼,这些教授肯定会先考我。
"
"从头到尾,我的能力可是很优秀的,众人都是看在眼里的。
"
“最多,会被周群和林诗雨分走一些关注。”
“但是,自己肯定受到的提问和关注也不会少的。”
然而,只是他的一厢情愿罢了。
清华大学的秦教授突然开口,第一个问题直接问的周群。
"周群同学,请你证明:对于任意正整数n,表达式n^4+4^n永远不可能是完全平方数。
"
这道题如同一记重拳,直接击碎了黄国栋的美梦。他不可置信地瞪大眼睛,嘴巴微张,活像一条脱水的鱼。
周围响起一片倒吸凉气的声音。这题目的难度,简直是要人命!
然而,周群却面不改色,眼中闪过一丝兴奋的光芒。他站起身,声音沉稳有力:
"谢谢秦教授,我有以下思路......
"
谢谢秦教授,我的证明思路如下:
首先,我们可以注意到,当n为奇数时,n^4是奇数,4^n是偶数,它们的和必然是奇数,而奇数不可能是完全平方数。所以我们只需考虑n为偶数的情况。
当n为偶数时,我们可以将表达式写成:n^4+4^n=(n^2-2^n)(n^2+2^n)+2·4^n
接下来,我们证明(n^2-2^n)(n^2+2^n)和2·4^n的差永远是2。
设f(n)=(n^2-2^n)(n^2+2^n)+2-2·4^n
我们可以通过数学归纳法证明f(n)=0对所有偶数n成立。
因此,n^4+4^n可以表示为(n^2-2^n)(n^2+2^n)+2。
假设n^4+4^n是完全平方数,那么它减去2应该也是完全平方数。但是,(n^2-2^n)(n^2+2^n)是两个因子的乘积,除非这两个因子相等,否则它不可能是完全平方数。
然而,n^2-2^nn^2n^2+2^n,所以这两个因子永远不可能相等。
因此,我们证明了对于任意正整数n,n^4+4^n永远不可能是完全平方数。
"
周群的解答如行云流水,逻辑严密,步步为营。教授们听得连连点头,眼中闪烁着惊喜的光芒。
秦教授点了点头,略带点激动的说:
"精彩!周群同学不仅解决了问题,还用了多种数学工具,展现了深厚的数学功底和敏锐的洞察力。
"
另一位教授赞叹道:
"确实如此。他巧妙运用了奇偶性、代数变换和数学归纳法,思路非常清晰。这种解题水平,已经达到了研究生的层次。
"
在场的其他考生都惊呆了。他们面面相觑,眼中满是不可思议。有人小声嘀咕:
"天哪,这也太厉害了吧?
"
"这真的是高中生能想出来的解法吗?
"另一个学生喃喃自语。
黄国栋脸色铁青,手指紧紧掐入掌心。他怎么也没想到,周群能以如此优雅的方式解决这个难题。
林诗雨看着周群,眼中满是崇拜和喜悦。她为周群感到骄傲,同时也暗暗给自己鼓劲,决心在接下来的考核中也要全力以赴。