Чтобы решить эту задачу, нужно определить условия, при которых выражение (\frac{3n - 1}{n + 2}) является натуральным числом. Натуральные числа — это положительные целые числа.
Давайте обозначим (\frac{3n - 1}{n + 2} = k), где (k) — натуральное число. Тогда у нас получается уравнение:
[
3n - 1 = k(n + 2)
]
Раскроем скобки и приведем уравнение к стандартному виду:
[
3n - 1 = kn + 2k
]
Перенесем все члены, содержащие (n), в одну сторону и свободные члены в другую:
[
3n - kn = 2k + 1
]
Вынесем (n) за скобки:
[
n(3 - k) = 2k + 1
]
Отсюда получаем выражение для (n):
[
n = \frac{2k + 1}{3 - k}
]
Так как (n) должно быть целым числом, то выражение (\frac{2k + 1}{3 - k}) также должно быть целым. Это возможно, если (3 - k) является делителем числа (2k + 1).
Рассмотрим возможные значения (k), при которых знаменатель (3 - k) не равен нулю и делит числитель:
(k = 1):
[
n = \frac{2 \cdot 1 + 1}{3 - 1} = \frac{3}{2}
]
(n) не является целым числом.
(k = 2):
[
n = \frac{2 \cdot 2 + 1}{3 - 2} = \frac{5}{1} = 5
]
(n = 5) — целое число.
(k = 3):
[
n = \frac{2 \cdot 3 + 1}{3 - 3}
]
Знаменатель равен нулю, поэтому (k = 3) не подходит.
Таким образом, единственное значение (k), при котором (n) является целым числом, — это (k = 2), а соответствующее значение (n = 5).
Следовательно, сумма всех целых значений (n), при которых (\frac{3n - 1}{n + 2}) является натуральным числом, равна 5.