Тема 19. Задачи на теорию чисел

19.02 Задачи №19 из сборника И.В. Ященко

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#114823

Трёхзначное число A  имеет k  натуральных делителей (в том числе 1 и A  ).

a) Может ли k  быть равно 7?

б) Может ли k  быть равно 25?

в) Найдите наибольшее k.

Источники: Сборник И.В. Ященко 2025 г. Вариант 13

Показать ответ и решение

а) Да, если A =36 =729  , то делителями числа А, очевидно, являются степени тройки от 0 до 6, то есть числа 30,31,...,36  . Их ровно 7.

б) Рассмотрим каноническое разложение числа А. Это такое разложение на простые множители, которое имеет вид:

A = pα11⋅pα22⋅⋅⋅pαkk

Где числа вида pi  - простые числа. Поймем, что количество простых делителей вычисляется по формуле

(α1+ 1)(α2 +1)⋅⋅⋅(αk +1)

Так как любой делитель числа А должен в каноническом разложении иметь степень вхождения каждого своего простого делителя не больше, чем у числа А. Для каждого простого делителя pi  в числе А мы можем выбрать его степень вхождения от 0 до α + 1
 i  . Тогда количество способов составить делитель А из простых чисел и степеней их вхождения как раз вычисляется по формуле выше.

Если натуральных делителей у числа 25, то, так как 25= 5 ⋅5  , мы имеем два варианта:

1.
    24
A= p1  . Но тогда      24   10
A ≥ 2  > 2  =1024> 1000  . То есть А не может быть трехзначным в таком случае.
2.
A= p41⋅p42  . Но тогда A≥ 24⋅34 = 16⋅81= 1296> 1000  . То есть в таком случае А тоже не может быть трехзначным.

в) Поймем, что у числа А не более 4 различных простых делителей. Иначе это число не менее

2⋅3 ⋅5 ⋅7⋅11= 2310 > 1000

Если у числа А ровно 4 простых делителя, то докажем, что со степенью вхождения больше 1 может быть только один простой делитель. Действительно, иначе

A ≥ 22⋅32 ⋅5⋅7= 1260> 1000

Тогда в таком случае максимальное количество делителей достижимо, когда 2 входит с максимально возможной степенью

     3
A = 2 ⋅3⋅5⋅7 =840 >500

Тогда увеличение числа в 2 раза уже не может дать трехзначное число.

У этого числа всего 4⋅2⋅2⋅2= 32  делителя. Тогда k ≥ 32

Если у числа A  ровно 3 различных простых делителя. Обозначим степени их вхождения за α1 ≥ α2 ≥α3.  Заметим, что

1)
α1 ≥ 3,  иначе общее количество делителей не более
(2 +1)⋅(2+ 1)⋅(2 +1) =27 <32.
2)
α3 < 2 ⇒   α3 = 1,  иначе
A≥ 23⋅32⋅52 = 1800

Тогда имеем:

(α1 +1)(α2+ 1)(1+ 1)≥ 32  ⇒   (α1+ 1)(α2+ 1)≥ 16
3)
α2 < 3,  иначе
     3 3
A ≥ 2 ⋅3 ⋅5= 1080

Откуда получаем, что α2 = 2  или α2 = 1.

Объединяя эти наблюдения, получаем следующее:

  • Если α2 =2,  то по наблюдению 2

    (α1+ 1)⋅3≥ 16  ⇒   α1 ≥ 5

    Тогда

    A ≥ 25⋅32 ⋅5= 1440

    Что невозможно

  • Если α  =1,
 2  то по наблюдению 2

    (α1+ 1)⋅2≥ 16  ⇒   α1 ≥ 7

    Тогда

         7
A ≥ 2 ⋅3⋅5 =1920

Итого получили, что в случае, если А имеет ровно три различных простых делителя, то количество натуральных делителей у А не может превышать 32.

Пусть у числа A  ровно 2 различных простых делителя. Обозначим степени их вхождения за α1 ≥ α2.  Заметим, что α2 ≤ 3,  иначе

A ≥ 24⋅34 = 1296

Переберем значения α2 :

  • Если α2 =3,  то

    (α1+ 1)⋅4≥ 32≥ 30  ⇒   α1 ≥ 7

    Тогда

    A ≥ 27⋅33 = 128 ⋅27 > 1000
  • Если α2 =2,  то

    (α1+ 1)⋅3≥ 32≥ 30  ⇒   α1 ≥ 9

    Тогда

        9  2
A≥ 2 ⋅3 = 512⋅9> 1000
  • Если α2 =1,  то

    (α1 +1)⋅2 ≥ 32 ≥ 30   ⇒   α1 ≥ 14

    Тогда

        14  1
A ≥2  ⋅3 > 1000

Как мы видим, ни один из вариантов не возможен.

Если у A  ровно 1 простой делитель, то степень его вхождения хотя бы 31, но тогда очевидно, что A  не трехзначное.

Тогда максимально возможное значение k равняется 32 и достигается при A = 840

Ответ:

а) Да

б) Нет

в) 32

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!