背理法の理解・整数問題(4)の解答例を示します。
問題(4)の解
背理法で示す。
「積(a(1)-1)(a(2)-2)・・・(a(n)-n)が奇数である」と仮定する。
積(a(1)-1)(a(2)-2)・・・(a(n)-n)が奇数であることと、
a(1)-1,a(2)-2,・・・,a(n)-n がすべて奇数であることとは同値である。
そこで、n=2m+1とすると、
「a(1)-1が奇数」と「a(1)が偶数」は同じ
「a(2)-2が奇数」と「a(2)が奇数」は同じ
・・・
「a(2m+1)-(2m+1)が奇数」と「a(2m+1)が偶数」は同じ
となり、a(1),a(2),・・・,a(n)には、偶数がm+1個、奇数がm個となる。
一方、1,2,・・・.2m+1には、偶数がm個、奇数がm+1個である。
これは矛盾する。
したがって、(a(1)-1),(a(2)-2),・・・,(a(n)-n)はすべて奇数にはならない。
すなわち、積(a(1)-1)(a(2)-2)・・・(a(2m+1)-(2m+1))は奇数にはならず、
偶数になる。