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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#128947

Найдите все тройки (не обязательно различных) натуральных чисел a,b,c  такие, что каждое из чисел a+ bc,  b+ ca,  c+ab  является простым делителем числа   2    2     2
(a +1)(b + 1)(c +1).

Источники: ВСОШ, РЭ, 2024, 10.9 (см. olympiads.mccme.ru)

Показать ответ и решение

Видим, что

a= b= c=1

удовлетворяет условию. Далее будет доказано, что других ответов нет.

1) Предположим, что

s= (a2+ 1)(b2+1)(c2+ 1)

делится на pqr,  где

p= a+ bc,q = b+ ca,r= c+ab

это следует из условия, если дополнительно предполагать, что p,q,r  различны.

Заметим, что один из трех сомножителей a2+ 1,  b2+ 1,  c2 +1  не может делиться на произведение двух из чисел p,q,r,  так как он меньше этого произведения. Действительно, рассмотрим, например, pq.  Из раскрытия скобок видим, что

pq > c2(ab)+ab≥ c2 +1, pq > b2c+ ab≥ b2+ 1

и аналогично

pq > a2+ 1.

Следовательно, каждый из сомножителей a2+ 1,  b2+ 1,  c2+1  должен делиться ровно на одно из чисел p,q,r.  Пусть, для определенности, a  — наименьшее из чисел a,b,c.  Тогда a2 ≤ bc  и 1≤ a,  поэтому a2 +1  может делиться на p= bc +a  только в случае a2 = bc  и a = 1,  т.е в случае

a = b=c =1.

Далее,  2
a ≤ ac  и 1≤ b,  поэтому  2
a +1  может делиться на q = ac+ b  только в случае  2
a = ac  и b= 1,  т.е в случае

a = b=c =1.

Аналогично, a2+ 1  может делиться на r= ab+c  только при

a = b=c =1.

2) Пусть какие-то два из трех чисел p,q,r  совпадают, скажем, p =q.  Тогда

0= q− p= b+ca− a− bc= (a− b)(c− 1).

Значит, либо a= b,  либо c= 1.  Первый случай возможен лишь при a= b=1,  иначе

p= a+bc= a+ ac= a(a+ c)

— составное число, что дает противоречие. Значит, в любом случае среди a,b,c  присутствует единица, скажем, c= 1.

Тогда наши данные простые числа — это p= a+ b,  q = a+ b  и r= ab+ 1,  и они должны быть делителями

s= 2(a2+ 1)(b2+1).

Если хотя бы одно из чисел a,b  больше 1, то p> 2  и на p= a+b  обязан делиться хотя бы один из сомножителей a2+1  и b2+ 1.  А поскольку разность

(a2 +1)− (b2+ 1)=(a− b)(a+ b)

делится на p= a+ b,  получаем, что оба числа a2+1,  b2+ 1  делятся на p.  Тогда если r  отлично от p= q,  то s  делится на pqr,  что разобрано в случае 1.

Остается вариант

p= q = r.

Рассуждаем как в предыдущем случае и получаем, что хотя бы два из трех чисел a,b,c  обязаны равняться 1.  Пусть, например,

a =b =1,p= q = r= c+1,s= 4(c2+ 1).

Случай c=1  уже был ранее. Если c> 1,  то c+ 1  — нечетное простое, значит c2+1  должно делиться на c+ 1.  Отсюда

(c2+ 1)− (c+1)= c(c− 1)

должно делиться на c+ 1.  Но это невозможно, так как

0< c− 1< c<c +1

и c+ 1  — простое.

Ответ:

 (1,1,1)

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!