Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела закл (финал) 11 класс
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#129693

Докажите, что существует такое c> 0,  что для любого нечётного простого p =2k+ 1  числа 10,21,32,  …, kk− 1  дают хотя бы c√p-  различных остатков при делении на p.

Источники: ВСОШ, ЗЭ, 2024, 11.8 (см. olympiads.mccme.ru)

Показать доказательство

Все сравнения в этом решении производятся по модулю p.  Если a  и b  — целые числа, причём b  не делится на p,  то через a
b  мы обозначаем тот единственный остаток c  по модулю p,  для которого a ≡bc.

Пусть числа

 0 1 2     k−1
1,2 ,3 ,...,k

дают ровно d  различных остатков при делении на p.  Обозначим t= [p∕4].  Тогда выражения вида

     (2a)2a−1   2a−1
f(a)=  (aa−1)2 = 2   a

при 1≤ a≤ t  дают максимум d2  различных остатков.

Назовём пару натуральных чисел (a,b)  таких, что 1≤ a< b≤ t,  исключительной, если f(a)≡ f(b).  Покажем, что для каждого δ = 1,2,...,t− 1  существует не более одной исключительной пары (a,b),  в которой b− a= δ.  Действительно, если (a,b)  — такая пара, то из

22a−1a≡ 22b−1b

вытекает, что

a   2δ
b ≡ 2 ,

откуда

b= a+ δ ≡ 22δb+ δ,

или b(1− 22δ)≡ δ.  Такой остаток b  не более чем единственен (поскольку δ ⁄= 0  ), а по нему восстанавливается a.

Итого, существует не более чем t− 1  исключительная пара; обозначим их количество через S.  Пусть числа f(1),f(2),...,f(t)  дают ровно l  различных остатков по модулю p,  встречающихся a1,a2,...,al  раз соответственно. Тогда

∑l ai = t, S = ∑lC2 .
i=1          i=1  ai

Верна следующая цепочка неравенств:

           ( l     l  )    (     )
t− 1≥ S = 1 ∑ a2i − ∑ ai ≥ 1  t2− t ,
         2  i=1    i=1     2  l

откуда

    t2    t
l≥ 3t−-2-> 3.

Вспоминая, что l≤d2,  получаем оценку

    ---    ----
d> ∘t∕3≥ ⌊∘ p∕12⌋.

Таким образом, в качестве искомой константы c  можно взять, например, число 1∕24:  для простых p <12  неравенство     √p
d > 24  тривиально, а для p >12  следует из неравенства [x]≥ x∕2  при x> 1.

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!