Тема 19. Задачи на теорию чисел

19.03 Задачи формата ЕГЭ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи на теорию чисел
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#1274

Последовательность a1, a2, ..., an, ...    состоит из натуральных чисел, причем an+2 = an+1 +an  при всех натуральных n.

а) Может ли выполняться равенство 4a5 = 7a4?

б) Может ли выполняться равенство 5a5 = 7a4?

в) При каком наибольшем натуральном n  может выполняться равенство 6nan+1 = (n2+ 24)an?

 

(ЕГЭ 2018, СтатГрад, 26 января 2018)

Показать ответ и решение

а) Пусть a1 = x,  a2 = y.  Тогда имеем:

a3 = x+ y, a4 = x+ 2y, a5 = 2x+ 3y

Предположим, что выполняется 4a5 = 7a4,  то есть

4(2x+ 3y)= 7(x +2y)  ⇔   x = 2y

Если взять, например, x= 2,  y =1,  то получим последовательность

2, 1, 3, 4, 7, ...

Следовательно, такое возможно.

б) Аналогично пункту а) имеем:

5(2x+ 3y)= 7(x+ 2y)  ⇔   3x = −y

Следовательно, один из чисел x  или y  должно быть отрицательным, поскольку оба они не могут быть равны 0, так как последовательность состоит из натуральных чисел. Но это невозможно, так как последовательность состоит из натуральных чисел. Следовательно, ответ: нет.

в) Отметим основные свойства последовательности, где an+1 = an+ an− 1  при натуральных n≥ 2.  Заметим, что первые два элемента этой последовательности задаются произвольно, а вот каждый следующий, начиная с третьего, равен сумме двух предыдущих. Следовательно, так как последовательность состоит из натуральных чисел, то каждый элемент, начиная с третьего, больше предыдущего, то есть an+1 :an > 1  при n ≥ 2.

Это же свойство можно переформулировать по-другому: каждый элемент, начиная со второго, меньше следующего: an :an+1 < 1  при n≥ 2.  Но тогда

an+1      an−-1
 an  =1 +  an  < 1+ 1= 2,  n≥ 3

То есть каждый элемент, начиная с 4-ого, менее чем в два раза больше предыдущего.

Предположим, что равенство 6na   = (n2+ 24)a
   n+1          n  выполняется вплоть до какого-то большого n,  то есть n≥ 3.  Тогда

        2
an+1 = n-+-24< 2
 an      6n

Решим неравенство:

n2+ 24                                     √--    √--
--6n-- < 2  ⇒   n2− 12n + 24< 0  ⇔   n∈ (6−  12;6+  12)

Так как n  — натуральное, а        √--
9 < 6+  12< 10,  то n≤ 9.

Следовательно, наибольший элемент, для которого может быть выполнено равенство из пункта в), это a10.

Попробуем привести пример. Для этого нам понадобится равенство an+2 =an+1 +an  использовать в виде an = an+2− an+1.  Также используем то, что каждый элемент последовательности, начиная с третьего, должен быть больше предыдущего.

Пусть n = 9.  Тогда

6⋅9⋅a10 = 105a9
18a10 =35a9  ⇒
a10 = 35k
a9 = 18k
a8 = 17k

a7 = k
a6 = 16k

Получили, что a  >a
 6   7  — противоречие.

Пусть n = 8.  Тогда

6⋅8⋅a9 = 88a8
6a9 = 11a8  ⇒
a9 = 11k
a8 = 6k
a7 = 5k

a6 = k
a5 = 4k

Получили противоречие.

Пусть n = 7.  Тогда

6⋅7⋅a8 = 73a7 ⇒
a8 = 73k
a7 = 42k
a6 = 31k
a5 = 11k
a = 20k
 4

Получили противоречие.

Пусть n = 6.  Тогда

6⋅6⋅a7 = 60a6
3a = 5a   ⇒
  7    6
a7 = 5k
a6 = 3k
a5 = 2k
a4 = k
a3 = k

Получили противоречие.

Пусть n = 5.  Тогда

6⋅5⋅a6 = 49a5 ⇒

a6 = 49k
a5 = 30k
a4 = 19k
a3 = 11k
a2 = 8k
a1 = 3k

Противоречия нет, следовательно, наибольшее возможное n  — это n= 5.  Приведем пример:

3, 8, 11, 19, 30, 49
Ответ:

а) Да, может

б) Нет, не может

в) 5

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Верно получены все перечисленные (см. критерий на 1 балл) результаты

4

Верно получены три из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов.

3

Верно получены два из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов.

2

Верно получен один из следующий результатов:

— обоснованное решение в пункте а);

— обоснованное решение в пункте б);

— искомая оценка в пункте в);

— пример в пункте в), обеспечивающий точность предыдущей оценки.

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

4

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!