Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела закл (финал) 10 класс
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#129648

Пусть p  и q  — различные простые числа. Дана бесконечная убывающая арифметическая прогрессия, в которой встречается каждое из чисел  23
p ,   24
p  ,  23
q  и  24
q .  Докажите, что в этой прогрессии обязательно встретятся числа p  и q.

Источники: ВСОШ, ЗЭ, 2024, 10.1 (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1:

Начнем с того, что в прогрессии могут быть и нецелые числа. Подумайте, можно ли от них как-то избавиться?

Подсказка 2:

Если и есть нецелые числа, то они рациональные. Попробуйте обосновать, что если вычеркнуть из прогрессии все нецелые числа, то оставшиеся тоже образуют арифметическую прогрессию.

Подсказка 3:

Сформулируем несколько утверждений, которые помогут решить задачу. Во-первых, если в целочисленной арифметической прогрессии есть два числа a и b, то a − b кратно d. Во-вторых, если в прогрессии с разностью d есть a, то b ей будет принадлежать тогда и только тогда, когда a − b кратно d.

Подсказка 4:

Значит, d является делителем p²⁴ − p²³. Нужно, чтобы оно также делило p²³ − p. Чтобы было проще, подумайте, может ли d делиться на p?

Показать доказательство

Вычеркнем все нецелые числа из прогрессии (если они есть). Ясно, что после вычёркивания остаётся бесконечная убывающая арифметическая прогрессия, состоящая из целых чисел. Пусть её разность равна — d.

Заметим, что  23   23
q  − p  делится на d,  значит, d  не делится на p,  иначе  23
q  должно будет делиться на p,  что неверно. С другой стороны, d  должно являться делителем числа

 24  23   23
p  − p = p (p− 1).

Поскольку p  и d  взаимно просты, p− 1  делится на d.  Далее, p23− p  делится на p − 1,  поскольку оно равно

       21   20
p(p− 1)(p + p + ⋅⋅⋅+ 1).

Поэтому p23− p  делится на d,  и, поскольку p< p23,  получаем, что p  лежит в нашей прогрессии. Аналогично, q  лежит в этой прогрессии.

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!