Арифметическая прогрессия
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Существует ли такая арифметическая прогрессия из трех натуральных чисел, что произведение всех ее членов есть точная -я степень
натурального числа?
Например Их произведение равно
Да
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Бесконечная возрастающая арифметическая прогрессия такова, что произведение каждых двух различных её членов также является членом этой прогрессии. Докажите, что все её члены — целые числа.
Пусть — один из членов прогрессии, а
— её разность. По условию числа
и
также члены прогрессии; значит, их
разность имеет вид
при некотором целом
т. е.
Поскольку
получаем
т. е.
— целое
число
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Множество состоит из чисел
где — некоторое натуральное число. Докажите, что если два числа из
являются членами возрастающей арифметической
прогрессии, то найдётся ещё одно число из
также являющееся членом этой прогрессии.
Решение. Пусть где
и
— первый член и разность прогрессии,
Пусть
и, соответственно
Тогда
Заметим, что
и, значит, число также является членом прогрессии.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Углы выпуклого многоугольника образуют арифметическую прогрессию, имеющую разность и начинающуюся с угла
Какое
наибольшее число вершин может быть у такого многоугольника?
Пусть — искомое число вершин. Тогда сумма углов многоугольника равна
С другой стороны, эту же сумму можно
выразить через сумму арифметической прогрессии, которая равна
Приравняем эти суммы и получим следующее
уравнение:
Получаем, что или
Но
не подходит, так как тогда наибольший угол многоугольника равен
что больше
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Первый член арифметической прогрессии меньше 0, сотый не меньше 74, а двухсотый меньше 200. Количество членов прогрессии на
интервале ровно на два меньше, чем на отрезке
. Найдите первый член и разность прогрессии.
Пусть первый член арифметической прогрессии, а
—- ее разность. Тогда ее
-й член равен
, а
-й равен
Из условия получаем, что
Если рассмотреть разность второго и первого уравнения, а также третьего и второго, то получим:
То есть . Отсюда, в частности, следует, что последовательность возрастает.
Пусть - наибольший член арифметической прогрессии, который находится левее интервала
, т. е.
. А
-
наименьший элемент арифметической прогрессии, который находится правее интервала
(то есть
- наименьший член,
удовлетворяющий условию
).
Схожим образом определим - наименьший член арифметической прогрессии, который находится внутри интервала
, а
-
наибольший элемент арифметической прогрессии, внутри
Так как на отрезке ровно на
члена прогрессии больше, чем на
, то количество членов прогрессии между
и
в точности равно количеству элементов между
и
. Тогда
для некоторого натурального
.
При этом , а
. (потому что отрезок
покрывает интервал
, а
покрывает
). Но тогда
, а также
Из двух условий:
Получаем , то есть
. Откуда
При этом мы знаем, что в прогрессии есть члены и
. Тогда
для некоторого целого
. Подставляя
найденные выше значения для
, мы получим целое значение
только в случае
.
Далее перейдем к поиску . Из условия на сотый член прогрессии
следует, что
. А также мы знаем, что
.
Будем теперь двигаться на влево от
, из нашей прогрессии, пока не попадем в интервал
. Тогда получаем, что
в этом интервале находится только член прогрессии, равный
, тогда
.
Непосредственной подстановкой значений можно убедиться, что удовлетворяют условиям задачи.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Натуральные числа образуют строго возрастающую арифметическую прогрессию. Найдите все возможные значения
, если
известно, что
нечётно,
и сумма
равна 2024.
Источники:
Пусть — разность прогрессии. Переобозначим
Так как прогрессия состоит из натуральных чисел и строго возрастает, то
и
— натуральные числа. По формуле суммы арифметическое прогрессии имеем
Умножим это равенство на тогда получится следующее уравнение в целых числах
Заметим, что Из уравнения следует, что
Кроме того, по условию
— нечетное число, поэтому
может
быть равно
или
Рассмотрим эти три случая:
- 1.
-
Тогда получится уравнение
то есть
Но
поэтому
и такое равенство невозможно.
- 2.
-
Тогда получится уравнение
то есть
Возьмем
и
Получается верное равенство, поэтому существует подходящая арифметическая прогрессия.
- 3.
-
Тогда получится уравнение
то есть
Заметим, что
и
подходят. То есть такая прогрессия подходит.
Таким образом, или
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Числа образуют арифметическую прогрессию. Найти её разность, если известно, что
и
Источники:
Обозначим разность прогрессии за Тогда по условию
Выразим теперь разность сумм квадратов членов с чётными и нечётными индексами.
Складывая все 10 этих выражений, получаем
Отсюда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Последовательности и
являются арифметическими прогрессиями,
. Последовательность
определяется равенством
Сумма первых сорока членов последовательности равна
а сумма первых её двадцати трех членов равна
Найдите
и сумму первых ста членов арифметической прогрессии
Пусть . Заметим, что
То есть каждая пара сокращается и даёт вклад в сумму. Отсюда
Тогда
Добавим условия про и
Отсюда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В арифметической прогрессии сумма ее первых членов равна сумме
первых членов (
не равно
Докажите, что в этом случае
сумма ее первых
членов равна нулю.
Введём обозначения для члена прогрессии и сумм первых
членов:
По условию эти суммы равны, поэтому
По условию не равно
поэтому
а значит, и сумма
членов равна нулю:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите первый член целочисленной арифметической прогрессии, у которой сумма первых шести членов отличается от суммы следующих
шести членов менее чем на а сумма первых пяти членов превышает более чем на
сумму любого другого набора различных членов
этой прогрессии.
Из второго условия можем сделать вывод
аналогично
Отсюда при этом равенство достигается только при
Далее будем пользоваться первым
условием
Из двух полученных неравенств а дополнительно
В итоге
54
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В арифметической прогрессии первый член равен -405, а разность равна 18. Известно, что сумма абсолютных величин (модулей) первых
членов этой прогрессии равна 5661. Найдите значение
Члены последовательности выглядят так
Где
Посчитаем сначала сумму модулей отрицательных членов
Сумма оставшихся положительных равна Здесь
Нам требуется решить уравнение
В итоге
33
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В возрастающей арифметической прогрессии из натуральных чисел каждый член, кроме последнего, делится на свой номер в прогрессии,
а последний – нет. Докажите, что
является степенью некоторого простого числа.
Источники:
Пусть первый член прогрессии равен а разность равна
Тогда из условия
По условию
ый член последовательности
делится на
(кроме последнего), тогда получим:
Значит, делится на все числа от
до
Пусть
не является степенью простого числа, тогда
где
и
не
имеют общих делителей. Тогда
Значит, так как то
То есть последний член делится на
Противоречие.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Последовательность задана такими равенствами:
и
Найдите такие при которых
Источники:
В условии задана последовательность, каждый член которой, начиная со второго, является средним гармоническим своих соседей. От такой
“гармонической прогрессии” легко перейти к арифметической прогрессии, если рассмотреть последовательность обратных: Тогда
условие переписывается в виде
Так что по характеристическому свойству мы имеем арифметическую прогрессию. Из условия задачи находим её первый и второй члены:
Тогда разность равна и по формуле
-го члена
Теперь остаётся решить
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Положительные числа таковы, что числа
в указанном порядке составляют арифметическую прогрессию и
числа
,
,
,
в указанном порядке составляют арифметическую прогрессию. Докажите, что
.
Источники:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Числа являются членами некоторой арифметической прогрессии. Найти разность прогрессии, если известно, что первое из
указанных чисел является её шестым членом.
Случай 1.
Пусть прогрессия является возрастающей. Расположим элементы, заданные в условии, буквами с номерами: . Так
как элементы прогрессии нумеруются с 1 , то
принимает значения от 1 до 5. В зависимости от
формула для шестого члена имеет
вид:
В таблице приведены все возможные значения .
Номер ( | Разность (d) | |
1 | 1,6 | 12 |
2 | 2 | |
3 | | |
4 | 4 | |
5 | |
|
Известно, что . Учитывая, что
имеем
Подставляя в это равенство полученные значения , найдем натуральное
. Это возможно только при
(
).
Случай 2.
Пусть прогрессия убывающая. Тогда . Аналогичные рассуждения приводят к следующим значениям
разности:
Тогда ни при каком соотношение
не даёт натуральное значение. Прогрессия не может быть убывающей.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Пусть — арифметическая прогрессия, у которой
. Найдите
.
Пусть — разность прогрессии, тогда условие
равносильно
. Запишем сумму первых
двадцати членов по формуле:
. Теперь понятно, что нужно подставить
вместо
, и получится ответ
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Среди первых двадцати пяти членов арифметической прогрессии сумма членов с нечётными номерами на больше, чем с чётными. Найти
двенадцатый член прогрессии, если её двадцатый член равен утроенному девятому.
Первые членов с чётными номерами представляют из себя арифметическую прогрессию с первым членом
и разностью
первые
членов с нечётными индексами — прогрессию с первым членом
и разностью
тогда по условию:
После упрощения получим откуда
Из условия
следует, что
подставим это в
и найдём
тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найти восемнадцатый член арифметической прогрессии, если первый и одиннадцатый её члены — натуральные числа, а сумма первых
четырнадцати членов равна
Первое решение.
Пусть первый член прогрессии равен , разность арифметической прогрессии равна
. Сумма первых
членов равна
, то есть
, откуда
C другой стороны
Значит, что . Также по условию
, поэтому достаточно перебрать натуральные
от
до
(при
уже
). Делимость будет выполнена только при
. Тогда
В итоге, член прогрессии равен:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Второе решение.
Пусть первый член прогрессии равен разность прогрессии равна
Сумма первых четырнадцати членов равна
то есть
так что
это целое число. То есть
имеет вид
где
— целое число (само
целое только в
случае, если окажется, что
кратно
).
К тому же из условия следует, что разность одиннадцатого и первого члена это целое число. Тогда
точно
делится на
(так как
не делится на
). Мы доказали, что число
— целое (по сути это следует только из принадлежности
и
множеству целых чисел и факта, что числа
и
взаимнопросты).
Из натуральности числа следует, что
откуда:
То есть Также заметим, что если
, то
значит, возможные значения
это только
или
Если
то
— ненатуральное, противоречие. Если
то
откуда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В арифметической прогрессии ,
,
,
с разностью
выполнено равенство
. Найдите
.
Первое решение.
Пусть , тогда равенство можно переписать в виде
откуда
Второе решение.
С учётом заданного условия на прогрессию равенство можно записать как
Если обозначить , то получаем
Тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Первый член бесконечной возрастающей арифметической прогрессии, состоящей из натуральных чисел, равен 100. Можно ли утверждать, что в ней обязательно найдётся ещё один квадрат натурального числа, кроме 100?
Пусть шаг арифметической последовательности равен . Тогда число
натуральное и
точно
присутствует в этой последовательности.