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#131039

Даны натуральные числа a,b  и c.  Ни одно из них не кратно другому. Известно, что число abc+ 1  делится на ab− b+1.  Докажите, что c≥ b.

Источники: ВСОШ, РЭ, 2023, 9.4 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1:

Будем доказывать от противного. Если дана делимость одного выражения на другое, то есть смысл рассмотреть какую-нибудь их линейную комбинацию.

Подсказка 2:

Рассмотрим разность abc + 1 и ab – b + 1, она равна b(ac – a + 1). Она тоже делится на ab – b + 1. Какие выводы можно сделать?

Подсказка 3:

Ясно, что b не имеет общих делителей с ab – b + 1. Значит, ac – a + 1 делится на ab – b + 1.

Подсказка 4:

Вспомним, что задача решается от противного, то есть предполагается, что b ≥ c + 1. Есть ощущение, что при таком раскладе ab – b + 1 редко когда меньше ac – a + 1.

Показать доказательство

Первое решение. Предположим противное: пусть b ≥c+ 1.  Из делимости abc+1  на ab− b+ 1  следует, что число

b(ac− a +1)= (abc+ 1)− (ab− b+ 1)

кратно ab− b+1.  Поскольку числа b  и

ab− b+ 1= b(a− 1)+1

взаимно просты, получаем, что ac− a+ 1  делится на ab− b+ 1.  Ясно, что ac− a+ 1> 0,  поэтому либо

ac− a+1 =ab− b+ 1,

либо

ac− a+1 ≥2(ab− b+ 1).

В первом случае получаем

b= a(b− c+ 1)

и, значит, b  делится на a,  что невозможно по условию. Во втором случае имеем

ac− a ≥2b(a − 1)+ 1> 2b(a− 1) >2c(a − 1),

то есть

ac< 2c− a< 2c.

Это значит, что a< 2,  то есть a= 1;  но это также невозможно по условию, ибо тогда снова b  делится на a.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Второе решение. Опять же предположим противное. Поскольку abc+ 1  делится на ab− b+ 1,  то и

bc− c+1 =(abc+1)− c(ab− b+1)

тоже кратно ab− b+ 1,  то есть

bc− c+1 =k(ab− b +1)

при некотором натуральном k.  Иначе говоря,

0= (bc− c+1)− k(ab− b+ 1)= b(c− ka+ k)− (k+ c− 1). (∗)

Значит, k+ c− 1  делится на b.

По нашему предположению, c< b.  С другой стороны, поскольку a> 1,  имеем

bc − c+ 1= c(b− 1)+1< b2 < b(b+ 1)≤b(b(a− 1)+1),

откуда k< b.  Значит,

0< k+ c− 1 <2b,

и потому

k+ c− 1= b.

Теперь (∗)  переписывается в виде

0= b(c− ka+ k)− b,

то есть

c− ka +k− 1= 0.

Но тогда

ka= k+c − 1= b,

то есть b  делится на a.  Это невозможно.

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!