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$ input --prompt="证明对于任意质数 p > 3,p^2 - 1 必然能被 24 整除,并输出形式化断言逻辑。"
REASONING_LOG // 思考耗时 2.8s
CTX: 416 / 131,072 TOKENS
1. 目标:证明 24 | (p² - 1),其中 p 为素数且 p > 3。
2. 因式分解:p² - 1 = (p - 1)(p + 1)。
3. 整除 8 验证:因为 p 是大于 3 的奇素数,所以 p - 1 与 p + 1 是相邻的两个偶数。两个相邻偶数中必有一个能被 4 整除,因此乘积 (p - 1)(p + 1) 能被 2 × 4 = 8 整除。
4. 整除 3 验证:考虑三个连续整数 (p - 1), p, (p + 1),其中必有一个是 3 的倍数。由于 p 是大于 3 的素数,3 不整除 p,因此 3 必须整除 (p - 1)(p + 1)。
5. 合并:因为 gcd(8, 3) = 1,所以 8 × 3 = 24 能整除 (p² - 1)。命题成立。
2. 因式分解:p² - 1 = (p - 1)(p + 1)。
3. 整除 8 验证:因为 p 是大于 3 的奇素数,所以 p - 1 与 p + 1 是相邻的两个偶数。两个相邻偶数中必有一个能被 4 整除,因此乘积 (p - 1)(p + 1) 能被 2 × 4 = 8 整除。
4. 整除 3 验证:考虑三个连续整数 (p - 1), p, (p + 1),其中必有一个是 3 的倍数。由于 p 是大于 3 的素数,3 不整除 p,因此 3 必须整除 (p - 1)(p + 1)。
5. 合并:因为 gcd(8, 3) = 1,所以 8 × 3 = 24 能整除 (p² - 1)。命题成立。
断言演算闭环完成,输出标准形式化摘要:
/* Formal Proof Summary */
Theorem: prime(p) /\ p > 3 ==> 24 | (p^2 - 1).
Proof:
p^2 - 1 = (p - 1) * (p + 1).
p is odd ==> (p - 1) and (p + 1) are consecutive evens ==> 8 | (p^2 - 1).
3 does not divide p ==> 3 | (p - 1) * (p + 1) ==> 3 | (p^2 - 1).
gcd(8, 3) == 1 ==> 24 | (p^2 - 1).
Status: [VERIFIED_CLOSED_LOOP]