每日一题[1633]内外积

a1,a2,a3,b1,b2,b3N,证明:存在不全为零的数 λ1,λ2,λ3{0,1,2},使得 λ1a1+λ2a2+λ3a3λ1b1+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 xy 均不为 0 的情形.

情形一    x×y0.取 n=x×y,则nx=ny=0(mod3),符合题意.

情形二    x×y=0.此时 xy 共线,不妨设 a10,则 (1,1,1),(0,1,1),(1,1,1)x 的数量积模 3 不同余,必然存在 nx 的数量积模 30.而 yx 共线,因此 ny 的数量积模 3 亦余 0,符合题意. 综上所述,原命题得证.

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