Przykładowe pełne rozwiązanie
Krok 1. dowodu
Dwie kolejne liczby naturalne a i b, niepodzielne przez 3, można zapisać w postaci:
𝑎 = 3𝑘 + 1 oraz 𝑏 = 3𝑘 + 2, gdzie 𝑘 ∈ {0, 1, 2, 3, 4, … }
Krok 2. dowodu
Zapiszemy liczbę z wykorzystaniem zapisu (krok 1. dowodu) oraz wzoru na sześcian sumy:
(3𝑘 + 1 )3 + (3𝑘 + 2 )3 = 27𝑘3 + 27𝑘2 + 9𝑘 + 1 + 27𝑘3 + 54𝑘2 + 36𝑘 + 8 = 54𝑘3 + 81𝑘2 + 45𝑘 + 9 = 9 ⋅ (6𝑘3 + 9𝑘2 + 5𝑘 + 1)
Krok 3. dowodu
Liczbę 𝑎3 + 𝑏3 zapisaliśmy jako iloczyn liczby 9 oraz liczby 6𝑘3 + 9𝑘2 + 5𝑘 + 1. Dlatego, aby udowodnić podzielność przez 9, wystarczy wykazać, że drugi czynnik w rozkładzie (krok 2. dowodu) jest liczbą całkowitą.
Ponieważ 𝑘 ∈ {0, 1, 2, 3, 4, … }, to 6𝑘3, 9𝑘2 oraz 5𝑘 są liczbami całkowitymi. Suma liczb całkowitych oraz liczby 1 jest liczbą całkowitą.
Z kroków 1.–3. dowodu wynika, że suma sześcianów dwóch kolejnych liczb niepodzielnych przez 3 jest liczbą podzielną przez 9.