设 a1,a2,a3,b1,b2,b3∈N∗,证明:存在不全为零的数 λ1,λ2,λ3∈{0,1,2},使得 λ1a1+λ2a2+λ3a3 和 λ1b1+λ2b2+λ3b3 同时被 3 整除.
解析 设 →x=(a1,a2,a3),→y=(b1,b2,b3),→n=(λ1,λ2,λ3)(mod3).只需要考虑 →x 和 →y 均不为 0 的情形.
情形一 →x×→y≠→0.取 →n=→x×→y,则→n⋅→x=→n⋅→y=→0(mod3),符合题意.
情形二 →x×→y=→0.此时 →x 与 →y 共线,不妨设 a1≠0,则 (−1,1,1),(0,1,1),(1,1,1) 与 →x 的数量积模 3 不同余,必然存在 →n 与 →x 的数量积模 3 余 0.而 →y 与 →x 共线,因此 →n 与 →y 的数量积模 3 亦余 0,符合题意. 综上所述,原命题得证.