Теория чисел на Питергоре
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В строку без пробелов в порядке возрастания выписали все натуральные числа от до
получилась десятичная запись огромного
числа. Докажите, что для каждого двузначного простого числа
можно в этом огромном числе заменить нулями две соседние цифры так,
чтобы полученное число делилось на
Подсказка 1
Очевидно, что для каждого p мы не сможем найти искомые 2 цифры, надо действовать в общем виде. Пусть cd (двузначное число, состоящее из цифр c, d) является остатком при делении на p нашего записанного числа. Верно ли, что мы сможем найти в записи нашего числа довольно много раз двузначное число cd?
Подсказка 2
Да, например, когда мы выписывали пятизначные числа, то записывали подряд числа 9cd00, 9cd01, 9cd02, ..., 9cd99. Что будет, если заменить какой-то из cd этих фрагментов, на сколько уменьшится изначальное число? Нужно записать в общем виде, ведь речь о каком-то из ста фрагментов.
Подсказка 3
Число уменьшится на cd*10^(5k), ведь количество знаков после замененного cd будет делиться на 5. Если мы докажем, что существует такое k, что (10⁵)^k сравнимо с единицей по модулю p, то задача решена!
Подсказка 4
Осталось понять, что для k у нас сто подряд идущих возможных значений, мы почти у цели!
Обозначим выписанное число через Пусть
— это остаток от деления
на
(цифры
могут быть нулями). Тогда будем
рассматривать
фрагментов десятичной записи числа
соответствующие пятизначным числам вида
Эти
фрагменты расположены в записи числа
подряд, причем для каждого из фрагментов количество знаков после
кратно
пяти, так как после
в записи числа
идут две цифры
и
рассматриваемого фрагмента, потом идет много
групп по
цифр, соответствующих пятизначным числам, а потом — еще три шестизначных числа (
и
).
Если мы заменим один из фрагментов двумя нулями, число
в результате этой замены уменьшится на
Осталось
выбрать тот фрагмент
для которого множитель
дает остаток
при делении на
— тогда разность
будет делиться на что нам и требуется. Этот выбор возможен, так как мы выбираем из
подряд идущих значений
показателя степени
а остатки
по модулю
образуют чисто периодическую последовательность с периодом не больше
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все наборы из чисел таких, что сумма четвёртых степеней любых четырёх чисел делится на их произведение.
Подсказка 1
Пусть a — НОД всех чисел из набора. Рассмотрите любые 4 элемента этого набора и обозначьте их за ax, ay, az, at. Попробуйте записать условие на эти числа...Ого! Да ведь a сократилось и набор x, y, z, t тоже подходит под условие задачи.
Подсказка 2
Подумайте какое простое число может быть делителем элементов множества.
Подсказка 3
И правда, нетрудно получить, что единственный простой делитель элементов множества — 3. Также можно оценить степень вхождения 3 в элементы набора. В конце не забудьте сделать проверку!
Пусть — один из искомых набров. Пусть
Тогда для любых четырех элементов
верно
что равносильно
таким образом набор так же удовлетворяет условию. Тем самым, мы показали, что достаточно найти лишь те наборы, НОД
всех элементов которого равен
Пусть и нашлись два не взаимно простых элемента набора
и
пусть
— некоторый общий простой делитель.
Пусть
— некоторые элементы набора. Тогда
вычитая, получим, что В силу произвольности выбора
мы можем показать, что каждый элемент набора кратен
что влечет
противоречие, таким образом, все элементы набора попарно взаимно просты.
Пусть в наборе присутствует число в разложении которого присутствует простой делитель
Тогда для любых элементов
набора верно, что
следовательно, кроме этого
следовательно,
в силу получили противоречие.
Таким образом, единственным простым делителем элементов множества может является несложно показать, что степень вхождения
в элемент набора, отличный от
равна
Прямой проверкой убедимся, что множества
являются
подходящими.
или
для любого натурального