matematykaszkolna.pl
Przedsylwestrowa teoria liczb diana7: Bierzemy sobie liczbę całkowitą dodatnią n, której liczba dodatnich dzielników jest większa od liczby dodatnich dzielników jakiejkolwiek liczby całkowitej dodatniej mniejszej niż n. Udowodnij, że jeśli n będzie wystarczająco duża, to będzie podzielna przez 101.
30 gru 15:58
Vax: Fajne zadanie. Chcemy pokazać, że istnieje takie M, że dla każdego n ≥ M jeżeli n ma więcej dodatnich dzielników niż dowolna mniejsza liczba naturalna, to 101 | n. Pokażemy, że wystarczy przyjąć M = (2*3*5*7*11*...*97)13 (iloczyn wszystkich liczb pierwszych do 97). Będziemy korzystać z faktu, że ilość dzielników n = p1a1*p2a2*...*pkak wynosi (a1+1)(a2+1)...(ak+1) (gdzie pi to parami różne liczby pierwsze). Zakładamy nie wprost, że 101 nie dzieli n. Zauważmy, że n nie może posiadać w rozkładzie na czynniki pierwsze liczby pierwszej większej niż 101. Istotnie, jeżeli by tak było to zamieniamy ją na 101, dostajemy tyle samo dzielników oraz mniejszą liczbę, sprzeczność. Stąd wszystkie dzielniki pierwsze n są mniejsze niż 101. Zauważmy teraz, że w rozkładzie n musi występować pewna liczba pierwsza o wykładniku nie mniejszym niż 13. Istotnie, wynika to bezpośrednio z tego, że n ≥ M. Przyjmijmy więc, że p1a1 | n, gdzie a1 ≥ 13. Zauważmy jednak, że wówczas:
n n n n n 


=

<

⇒ n > 101*

p17 27 128 101 p17 
 n 
Więc liczba (naturalnie całkowita) 101*

jest mniejsza od n. Pokażę, że liczba jej
 p17 
dzielników naturalnych jest nie mniejsza od liczby dzielników naturalnych n. Istotnie, jest to równoważne (mamy dwa rozkłady, jeden p1a1*...*pkak oraz drugi p1a1−7*p2a2*...*pkak*1011): (a1−6)(a2+1)(a3+1)...(ak+1)*2 ≥ (a1+1)(a2+1)...(ak+1) ⇔ 2(a1−6) ≥ a1+1 ⇔ a1 ≥ 13 Co jest prawdą na mocy wcześniejszego założenia. To zaś oznacza sprzeczność (znaleźliśmy mniejszą liczbę o nie mniejszej ilości dzielników), która dowodzi tezy.
23 kwi 19:34
PW: Taaaak, każde słowo z treści zadania i z rozwiązania rozumiem ... po polsku jest. To nie krytyka − to gratulacje zawodnika niższej ligi.
23 kwi 20:07
diana7: Ładne rozwiązanie Vax. Dziękuję za odpowiedź emotka.
23 kwi 20:30