10. Тип 28 № 8394 
Целая и дробная части числа. 4. Разные задачи
i
Докажите, что равенства

имеют место для любого 
Решение. Покажем, что для
имеет место соотношение

Действительно,

откуда

что равносильно соотношению

или
Возведя в квадрат каждую часть соотношения, получаем неравенства вида

очевидные при всех натуральных n.
Предположим, что существует натуральное k такое, что
Тогда имеет место соотношение
Но так как k — натуральное число, то
— также натуральное число. В силу того что
и
— последовательные натуральные числа, между ними не существует других натуральных чисел, т. е. не существует натурального k, для которого верно соотношение 
Заметим также, что
не является натуральным числом. Действительно, если предположить, что
— натуральное число, то
является квадратом натурального числа, т. е.
где m — натуральное число. Из равенства
следует, что m делится на 2, но в силу того что m — натуральное число,
должно делиться на 4, что при равенстве
невозможно. Значит, предположение о том, что
— натуральное число, неверно.
Так как не существует натуральных чисел, расположенных между числами
и
и
не является натуральным числом, то существует натуральное число s, для которого выполняется соотношение

Отсюда непосредственно вытекает требуемое равенство

Замечание.
Аналогично можно доказать истинность следующих равенств:
В общем случая для любых натуральных чисел n и m имеют место равенства вида:
