如果一个正整数能表示为两个连续偶数的平方差,那么我们称这个正整数为“和谐数”.如4=22−024=2^{2}-0^{2},12=42−212=4^{2}-^{2},20=62−4220=6^{2}-4^{2},则44,1212,2020这三个数都是“和谐数”. (1)当28=m2−n228=m^{2}-n^{2}时,m+n=m+n=___; (2)设两个连续偶数为2k+22k+2和2k(2k(其中kk取非负整数)),由这两个连续偶数构成的“和谐数”是44的倍数吗?为什么?

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完整解法

(1)

1. 根据定义列出关于 $m$ 和 $n$ 的关系式

根据“和谐数”的定义,因为 28=m2−n228 = m^2 - n^2 且 mm 与 nn 是连续正偶数,设 m>nm > n,则两个连续偶数之差为 22,即 m−n=2m - n = 2。

2. 运用平方差公式建立含有 $m+n$ 的方程

利用平方差公式将代数式变形:
28=m2−n2=(m+n)(m−n)28 = m^2 - n^2 = (m + n)(m - n)
由于 m−n=2m - n = 2,代入可得:
28=2(m+n)28 = 2(m + n)

3. 解出 $m+n$ 的值

由 2(m+n)=282(m + n) = 28 两边同除以 22 得:
m+n=14m + n = 14

答案

14

(2)

1. 用字母表示由两个连续偶数构成的和谐数并进行代数整理

根据题意,由两个连续偶数构成的“和谐数”可以表示为:
S=(2k+2)2−(2k)2S = (2k+2)^2 - (2k)^2
利用平方差公式将代数式因式分解整理:
S=(2k+2+2k)(2k+2−2k)=(4k+2)×2S = (2k+2+2k)(2k+2-2k) = (4k+2) \times 2

2. 提取公因数,化为 $4$ 的倍数的形式并得出结论

进一步化简代数式:
S=2(4k+2)=4(2k+1)S = 2(4k+2) = 4(2k+1)
因为 kk 是非负整数,所以 2k+12k+1 一定是正整数。
因此 4(2k+1)4(2k+1) 一定是 44 的倍数,即由这两个连续偶数构成的“和谐数”是 44 的倍数。

答案

由这两个连续偶数构成的“和谐数”是 44 的倍数,理由是:(2k+2)2−(2k)2=4(2k+1)(2k+2)^2 - (2k)^2 = 4(2k+1),由于 kk 为非负整数,则 2k+12k+1 为正整数,因此 4(2k+1)4(2k+1) 能被 44 整除。

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