Тема . Геометрия помогает алгебре

Увидеть треугольник

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#70797

На доске написаны числа 2,3,5,...,2003,2011,2017,  т. е. все простые числа, не превосходящие 2020.  За одну операцию можно заменить два числа a,b  на максимальное простое число, не превосходящее √-2------2
 a − ab+ b.  После нескольких операций на доске осталось одно число. Какое максимальное значение оно может принимать?

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Если бы ответ был бы огромным, его было бы очень сложно искать(и проверять большие числа на простоту). Поэтому попробуем найти ответ среди тех, что уже записаны. Допустим, мы сделали одну операцию. Что можно сказать про новое число. Как можно его ограничить?

Подсказка 2

Оно лежит между числами, которые заменили на него. Тогда становится ясно, что 2017 не получить. А что получить можно и как?

Подсказка 3

Попробуем получить 2011. Работать с неизвестными нам простыми числами во второй тысяче сложно, поэтому попробуем найти алгоритм, которому не нужно точно описывать работу с ними. Как числа хотим оставить в конце для получения 2011?

Показать ответ и решение

 √a2-− ab+-b2 по теореме косинусов это длина стороны напротив угла в 60∘ в треугольнике, поэтому она является средней из трёх сторон. В связи с этим число 2017  получиться не может, потому что каждое полученное в результате данной операции простое будет меньше  2017.  Поэтому наибольшее число, которое мы теоретически можем получить, это 2011.

Теперь приведём алгоритм, как получить 2011: будем последовательно выбирать два наибольших простых числа из всех, игнорируя 2017.  Так всегда будет оставаться меньшее из этих чисел, поскольку большее остаться не может, при этом на каждом шаге мы рассматриваем два последовательных простых (это доказывается по индукции, поскольку на первом шаге мы оставим 2003  из пары  2003  и 2011,  и так далее). То есть на каждом шаге    √-2------2
a<  a − ab+b < b,  при этом a,b  — последовательные простые, поэтому между ними других простых нет и мы будем выбирать a.

Наконец, останутся числа 2,2017,  для них покажем, что 2011  подходит:

∘---------------
 20172− 2⋅2017+22 >2011 ⇐⇒   20172− 2⋅2017+ 22 > 20112 ⇐⇒   6⋅4028> 4030

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Замечание.

Можно чисто алгебраически доказать неравенство    √-2------2
a<  a − ab+b < b  при условии a< b, a,b∈ ℕ.  Для этого достаточно возвести его в квадрат и использовать            2       2       2             2
a< b  =⇒  a < ab< b  ⇐ ⇒  a  − ab< 0, −ab+b > 0,  откуда сразу же получаем требуемое  2   2      2   2
a < a − ab+b < b.

Ответ:

 2011

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!