Тема . Курчатов

Теория чисел на Курчатове (с комбинаторными элементами)

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#120664

Пусть a = [√1]+[√2]+...+[√n].
 n  Докажите, что среди элементов последовательности a,a ,...
 1 2  есть лишь конечное количество простых чисел, и найдите наибольшее из них.

Источники: Курчатов - 2025, 11.4 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1:

Пусть k — наибольше целое число такое, что k² ≤ n. Значит, n < (k+1)². Ясно, что [√n] = k. Вас это ни на что не наталкивает?

Подсказка 2:

А давайте представим n как k² + t. Но ведь мы же тогда можем вычислить n-й член, используя переменные k и t, потому что t+1 последних слагаемых равны k, следующие k² - (k-1)² слагаемых равны k-1 и так дальше.

Подсказка 3:

Осталось лишь внимательно посмотреть на выражение и заметить, что при k больших некоторого числа оно будет иметь определённый делитель.

Показать ответ и решение

Пусть k  — натуральное и k2 ≤ n< (k +1)2.  Тогда [√n]= k.  Значит, [√n-]  принимает фиксированное значение, равное k,  пока n  пробегает отрезок  2      2
[k ,(k +1) − 1],  длина которого равна 2k+1.  Значит, если     2
n = k +t,  где 0≤ t≤2k,  то

    k∑−1                 k∑−1   k∑−1
an =   i(2i+ 1)+ k(t+1)= 2   i2+    i+k(t+1)=
    i=1                 i=1   i=1

  (k − 1)k(2k− 1) (k − 1)k         (k − 1)k(4k+ 1)
= -----3------+ --2---+ k(t+ 1)= -----6------+ k(t+ 1)

Заметим, что дробь (k−1)k(4k+1)
----6----  принимает целые значения при натуральных k.  Если множитель k  в числителе этой дроби не сокращается полностью со знаменателем, то данная дробь не взаимно проста с числом k(t+1)  (у них обоих есть общий делитель, входящий в k  и не сократившийся после деления на 6).  Ясно, что при k> 6  такой множитель заведомо останется. Поэтому k≤ 6  и n ≤72− 1= 48.  Значит, при n≥ 49  все числа an  составные.

При k= 6  получаем формулу an =125+ 6(t+ 1),  где t≤ 12.  При t= 12  находим a48 =203= 7⋅29,  а при t= 11  получаем a47 = 197  — простое. Таким образом, наибольшее простое число в последовательности an  равно 197  и соответствует индексу n =47.

Ответ:

 197

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!