Тема . Делимость и делители (множители)

Условия про НОД и НОК

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела делимость и делители (множители)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68880

Пусть a,b,c  — взаимно простые в совокупности натуральные числа, и

    (        2  2   2 n   n  n)
Dn = a+ b+ c,a + b+ c ,a + b + c

Найдите все возможные значения D  ,
  n  где n− натуральное число, кратное 3. Запись (a,a ,a,...,a )
  1 2 3     k  обозначает наибольший общий делитель целых чисел a ,a,a ,...,a .
 1 2  3    k  Целые числа a ,a,a ,...,a
 1 2  3    k  называются взаимно простыми в совокупности, если (a ,a,a ,...,a )= 1.
 1 2  3    k

Источники: Иннополис-2023 (см. dovuz.innopolis.university)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

А давайте для начала попробуем ручками проверить различные a, b, c - чтобы понять, каким вообще может быть D.

Подсказка 2

Пупупу… а теперь посмотрим внимательно на условие. Каким свойством обладают скобки вида: (aⁿ + bⁿ + cⁿ)?

Подсказка 3

Да, эти скобки симметричны! Если поменять какие-то две переменные местами, то выражение не изменится. А теперь, учитывая, что мы получили какие-то значения D - попробуйте перейти к симметрическим многочленам. К какому противоречию мы придём?

Подсказка 4

Верно, мы придём к тому, что существует какое-то просто p, которое делит произведение abc. Теперь нужно аккуратно доказать, что в таком случае простое p делит каждое из чисел a, b, c! Тогда, мы докажем, что возможны только D = {1, 2, 3, 6}.

Подсказка 5

Остаётся только привести пример чисел a, b, c для каждого возможного D!

Показать ответ и решение

Пусть σ,σ ,σ
1  2 3  — элементарные симметрические многочлены и      n   n  n
sn = a + b + c.  Воспользуемся формулой Ньютона

sk = σ1sk−1− σ2sk−2+ σ3sk−3

Докажем, что D  ∈ {1,2,3,6}.
  n  Предположим, что существуют такие взаимно простые в совокупности a,b,c  , что D
 n  отличен от 1,2,3,6.  Докажем, что тогда σ ,σ,σ
 1  2 3  имеют общий делитель, больший 1. В самом деле, из формул Ньютона следует, что при разложении s
 n  через σ ,σ ,σ
 1 2  3  моном, не содержащий σ
 1  и σ,
 2  с точностью до знака имеет вид 3σ n3.
 3  Поэтому если D
 n  делит s = σ
 1   1  и D
 n  делит      2
s2 = σ1 − 2σ2,  то Dn  делит σ1,2σ2,3σ3.

При Dn,  отличном от 1,2,3,6  у чисел σ1,σ2,σ3  есть общий делитель, больший 1. Пусть p  — простой множитель, входящий в этот делитель. Тогда p  делит abc,  откуда (без ограничения общности) p  делит a. Но тогда p  делит (ab+ bc+ ca)  и p  делит bc,  т.е. (без ограничения общности) p  делит b.  Наконец, из того, что p  делит (a+b+ c),  получаем, что p  делит c.  Значит, (a,b,c)≥ p,  но по условию (a,b,c)= 1  — противоречие.

Итак, Dn ∈ {1,2,3,6}.  Набор (1,1,2)  реализует Dn = 2,  набор (1,1,1)  Dn = 3,  набор (1,4,7)  Dn = 6.  Для Dn = 1  возьмем простое число p >3  и положим a =b =1, c =p− 2.  Тогда a+ b+c =p  и p  не делит 2   2  2   2
a +b + c =p − 4p+ 6,  откуда Dn = 1.

Ответ:

 {1,2,3,6}

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!