Тема . ТЕОРИЯ ЧИСЕЛ

Метод спуска, индукция и последовательное конструирование в ТЧ

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#75283

Назовем множество целых чисел S  удачным, если для любого натурального n  и любых a ,a,a ,a ,...,a ∈S
 0  1 2 3     n  (не обязательно различных) все целые корни многочлена    n      n−1
anx + an−1x   +...+ a1x+ a0  также принадлежат S.  Найдите все удачные множества, содержащие все целые числа вида  a   b
2 − 2  для натуральных a  и b.

Показать ответ и решение

Ясно, что множество ℤ  является удачным. Таким образом, достаточно показать, что любое удачное множество S,  содержащее все числа вида  a   b
2 − 2  для любых a,b∈ ℕ,  содержит и все целые числа.

Сперва заметим, что     1   1
0 =2 − 2 ∈ S  и    2   1
2= 2 − 2 ∈ S.  Теперь − 1∈S,  поскольку это корень из 2x+ 2,  и 1∈ S,  поскольку это корень из   2
2x − x − 1.  Кроме того, если n ∈S,  то − n  является корнем x+ n,  поэтому достаточно доказать, что все натуральные числа находятся в S.

Теперь мы утверждаем, что любое целое положительное число n  является делителем некоторого числа в S.  Действительно, пусть     α
n =2  ⋅t,  где α∈ ℤ≥0  и t  нечетно. Тогда    ϕ(t)
t|2   − 1,  поэтому    α+ϕ(t)+1   α+1
n|2      − 2   ,  где ϕ(n),  как обычно, функция Эйлера. Кроме того,  α+ϕ(t)+1  α+1
2       − 2  ∈ S,  и поэтому S  содержит кратное каждому положительному целому числу n.

Теперь по индукции докажем, что все натуральные числа лежат в S.  База индукции была доказана ранее. Теперь предположим, что 0,1,...,n− 1∈ S;  более того, пусть N  кратно n  в S.  Рассмотрим разложение N  по основанию n

N = aknk+ak−1nk−1+ ⋅⋅⋅+a1n+ a0

Поскольку 0≤ ai < n  для каждого ai,  мы получаем, что все ai  находятся в S.  Более того, a0 = 0,  поскольку N  кратно n.  Следовательно, aknk+ ak− 1nk−1+ ⋅⋅⋅+ a1n− N = 0,  поэтому n  — корень многочлена с коэффициентами из S.  Это говорит нам о том, что n ∈S,  завершая индукцию.

Ответ:

Множество всех целых чисел

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!