Тема . Заключительный этап ВсОШ

Закл (финал) 9 класс

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#105491

Натуральные числа n > 20  и k >1  таковы, что n  делится на k2.  Докажите, что найдутся натуральные a,  b  и c  такие, что n =ab+ bc+ca.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Изначально у нас "слишком много свободы". Работать с тремя независимыми переменными трудно. Давайте считать, что число a уже дано. Как это помогает причесать исходное условие?

Подсказка 2

Числа b и c встречаются в исходном равенстве дважды, поэтому следить за ними не так просто. Можно ли преобразовать исходное равенство таким образом, чтобы они встречались в новом не более одного раза (число а при этом может встречаться произвольное число раз, мы же считаем его данным)?

Подсказка 3

Да, исходное равенство можно представить в виде n+a² = (b+a)(c+a). Как теперь можно сформулировать условие представимости для данных n и а?

Подсказка 4

Необходимо и достаточно, чтобы число n+a² представлялось в произведение двух натуральных, где каждое больше а. Вспоминая, что а произвольное, достаточно показать, что для данного n существует хотя бы одно a, для которого число n+a² раскладывается в произведение двух натуральных, где каждое больше а. Как исходя из этого, можно воспользоваться условием делимости n на k²?

Подсказка 5

Хотим положить a таким образом, чтобы каждое из двух множителей делилось на k. При этом a мы хотим сделать не очень большим, чтобы сделать множители большими, чем a было не очень сложно. Как это можно сделать?

Подсказка 6

Можно взять a наименьшим делителем k. Пусть n = lp² при некотором простом p. Докажите, что при l+1 > p работает соображение предыдущей подсказки. Как выглядят остальные случаи?

Подсказка 7

Число n представимо в виде (q-1)p² при некотором простом q < p+1. Разберем случай q < p. Воспользуйтесь представлением p = mq+r для натуральных m и q и преобразуйте полученное равенство.

Подсказка 8

Осталось разобраться со случаем p = q. Помните, что мы еще не пользовались условием на n>20.

Показать доказательство

Заметим, что из равенства n+ a2 =(a+ b)(a+ c)  следует равенство n= ab+bc+ ca.  Поэтому для решения задачи достаточно найти такое натуральное a,  что число    2
n+a  раскладывается в произведение двух натуральных чисел x  и y,  больших a  (тогда можно положить b= x− a  и c=y − a).  Согласно условию,      2
n = ℓp  для некоторых простого p  и натурального ℓ.

Если ℓ+1 >p,  то в силу разложения     2        2
n+ p = (ℓ+ 1)⋅p  в качестве a  можно взять число p.  Также, если число ℓ+ 1− составное, то ℓ+ 1= st  при s,t>1;  тогда снова можно положить a= p,  так как     2       2
n+ p = (ℓ+ 1)p = sp⋅tp.

В оставшемся случае имеем          2
n= (q− 1)p  при некоторых простом q ≤ p.  Если p> q,  то p= mq+ r  при некотором положительном r< q  и натуральном m.  Тогда число

n+ r2 = (q− 1)(r+ mq)2+r2 = q(p +mq)2− mq(2r+mq)

делится на q,  а частное от деления больше r,  поскольку          2
n= (q− 1)p > 1⋅q⋅r.  Поэтому можно положить a= r.

Наконец, если p= q,  то     3   2
n = p − p ,  причём p≥ 5  по условию. Тогда     2   3   2          ( 2       )
n +6 = p − p +36= (p+ 3) p − 4p +12 ,  где обе скобки больше 6;  в этом случае работает a= 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!