Ta có: [TEX]10^n+ 18n- 1[/TEX]
[TEX]= 10^n- 1+ 27n- 9n[/TEX]
[TEX]= \begin{matrix} \underbrace{ 999\cdots 9} \\ n \end{matrix}+ 27n- 9n[/TEX]
Ta có: [TEX]27n [/TEX] chia hết cho 27
Nên ta cần c/m [TEX]\begin{matrix} \underbrace{ 999\cdots 9 } \\ n \end{matrix}- 9n[/TEX] chia hết cho 27.
Ta có: [TEX]\begin{matrix} \underbrace{ 999\cdots 9 } \\ n \end{matrix}- 9n[/TEX]
= 9 [TEX](\begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ n \end{matrix}- n)[/TEX]
Xét biểu thức trong ngoặc:
[TEX]\begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ n \end{matrix}- n= \begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ n \end{matrix}+ 2n- 3n[/TEX] (1)
+Xét [TEX]n= 3k \Rightarrow (1)= \begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ 3k \end{matrix}+ 6k- 3k[/TEX] chia hết cho 3. (2)
+Xét [TEX]n= 3k+1 \Rightarrow (1)= \begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1+1 } \\ 3k+1 \end{matrix}+ 2(3k+1)- 3(3k+1)[/TEX]
[TEX]= \begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ 3k \end{matrix}+6k- 3k+1+2-3[/TEX] chia hết cho 3. (3)
+Xét [TEX]n= 3k+2 \Rightarrow (1)= \begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1+2 } \\ 3k+2 \end{matrix}+ 2(3k+2)- 3(3k+2)[/TEX]
[TEX]=\begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ 3k \end{matrix}+6k- 9k +2+4- 6[/TEX] chia hết cho 3. (4)
Từ (2), (3) và (4) suy ra[TEX] \begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ n \end{matrix}- n[/TEX] chia hết cho 2.
[TEX]\Rightarrow 9(\begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ n \end{matrix}- n)[/TEX] chia hết cho 27 (vì 9 chia hết cho 9 và [TEX]\begin{matrix} \underbrace{ 111\cdots 1 } \\ n \end{matrix}- n[/TEX] chia hết cho 3, cmt)
Vậy [TEX] \begin{matrix} \underbrace{ 999\cdots 9} \\ n \end{matrix}+ 27n- 9n[/TEX] chia hết cho 27.
Hay [TEX]10^n+ 18n- 1[/TEX] chia hết cho 27. (đpcm)